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미분 개념 정리: 미분계수부터 도함수 활용까지

2026.04.14

by QANDA

미분 그래프
미분 그래프

함수의 변화율을 구하는 미분. 미적분의 첫 번째 관문이자 수능 수학의 핵심이에요.

💡
핵심 포인트: 미분은 수능에서 매년 3~5문제가 출제되며, 접선의 기울기·속도·극값 문제의 기초가 됩니다.

미분이란?

정의와 기본 원리

함수 f(x)f(x) 의 순간변화율을 구하는 연산을 미분이라고 해요.

f′(x)=lim⁡h→0f(x+h)−f(x)hf'(x) = \lim_{h \to 0} \frac{f(x+h) - f(x)}{h}

이것을 미분계수 또는 도함수라고 부르며, 그래프 위 한 점에서의 접선의 기울기를 의미해요.


기본 미분 공식

함수도함수예시
cc (상수)00(5)′=0(5)' = 0
xnx^nnxn−1nx^{n-1}(x3)′=3x2(x^3)' = 3x^2
cf(x)cf(x)cf′(x)cf'(x)(3x2)′=6x(3x^2)' = 6x
f(x)+g(x)f(x) + g(x)f′(x)+g′(x)f'(x) + g'(x)(x2+3x)′=2x+3(x^2 + 3x)' = 2x + 3
f(x)⋅g(x)f(x) \cdot g(x)f′g+fg′f'g + fg'곱의 미분
f(x)g(x)\frac{f(x)}{g(x)}f′g−fg′g2\frac{f'g - fg'}{g^2}몫의 미분

미분 계산 방법

다항식 미분

각 항을 하나씩 미분하면 돼요.

f(x)=2x3−5x2+4x−1f(x) = 2x^3 - 5x^2 + 4x - 1
f′(x)=6x2−10x+4f'(x) = 6x^2 - 10x + 4

곱의 미분법

두 함수의 곱을 미분할 때 사용해요.

{f(x)⋅g(x)}′=f′(x)g(x)+f(x)g′(x)\{f(x) \cdot g(x)\}' = f'(x)g(x) + f(x)g'(x)

예: (x2⋅sin⁡x)′=2xsin⁡x+x2cos⁡x(x^2 \cdot \sin x)' = 2x \sin x + x^2 \cos x

합성함수 미분 (연쇄법칙)

함수 안에 함수가 있을 때 사용해요. 바깥 미분 × 안쪽 미분이 핵심!

{f(g(x))}′=f′(g(x))⋅g′(x)\{f(g(x))\}' = f'(g(x)) \cdot g'(x)

예: ((2x+1)5)′=5(2x+1)4⋅2=10(2x+1)4((2x+1)^5)' = 5(2x+1)^4 \cdot 2 = 10(2x+1)^4

⚠️
주의: 합성함수 미분에서 안쪽 함수의 미분을 빠뜨리는 실수가 가장 많아요. (2x+1)5(2x+1)^5 을 미분할 때 뒤에 ×2\times 2 를 꼭 붙여야 해요!

미분의 활용

접선의 방정식

점 (a,f(a))(a, f(a)) 에서의 접선:

y−f(a)=f′(a)(x−a)y - f(a) = f'(a)(x - a)

함수의 증가·감소

  • f′(x)>0f'(x) > 0 → 증가
  • f′(x)<0f'(x) < 0 → 감소
  • f′(x)=0f'(x) = 0 → 극값 후보

극대·극소

f′(x)=0f'(x) = 0 인 점에서 부호가 바뀌면:

  • + → − : 극대
  • − → + : 극소

예제로 연습하기

예제 1: 다항식 미분

f(x)=x4−4x3+2f(x) = x^4 - 4x^3 + 2 일 때 f′(x)f'(x) 를 구하세요.

풀이 보기
f′(x)=4x3−12x2f'(x) = 4x^3 - 12x^2

예제 2: 접선의 기울기

f(x)=x2−3x+1f(x) = x^2 - 3x + 1 에서 x=2x = 2 일 때 접선의 기울기를 구하세요.

풀이 보기

f′(x)=2x−3f'(x) = 2x - 3

f′(2)=2(2)−3=1f'(2) = 2(2) - 3 = 1

따라서 접선의 기울기는 1

예제 3: 극값 찾기

f(x)=x3−3x+2f(x) = x^3 - 3x + 2 의 극대와 극소를 구하세요.

풀이 보기

f′(x)=3x2−3=3(x+1)(x−1)=0f'(x) = 3x^2 - 3 = 3(x+1)(x-1) = 0

x=−1x = -1 또는 x=1x = 1

  • x=−1x = -1 : f′f' 부호 + → − → 극대, f(−1)=4f(-1) = 4
  • x=1x = 1 : f′f' 부호 − → + → 극소, f(1)=0f(1) = 0
  • 📝
    연습 팁: 극값 문제는 f′(x)=0f'(x) = 0 푸는 것에서 끝나지 않아요. 반드시 부호 변화를 확인해서 극대인지 극소인지 판단해야 해요!

    자주 하는 실수 TOP 3

    1. 합성함수 미분에서 안쪽 함수 미분 누락 — (3x+1)4(3x+1)^4 미분 시 ×3\times 3 빠뜨리면 감점
    2. 상수항 미분을 0으로 안 쓰고 생략 — (x2+5)′=2x+0(x^2 + 5)' = 2x + 0 에서 0을 명시하는 습관
    3. 극값 판정 시 부호 변화 미확인 — f′(x)=0f'(x) = 0 인 점이 항상 극값인 것은 아니에요

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