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数学 高校生

なぜ81の(2)と82の(2)で場合分けのやり方が違うのですか?

138 基本 例題 81 2次関数の最大・最小 (3) 00000 αは正の定数とする。 0≦x≦a における関数 f(x)=x-4x+5について、次の 問いに答えよ。 (1) 最小値を求めよ。 最大値を求めよ。 指針 区間は0≦x≦a であるが, 文字αの値が変わると, 区間の右端が動き、 最大・最小と なる場所も変わる。よって、区間の位置で場合分けをする。 (1)y=f(x)のグラフは下に凸の放物線で、軸が区間のさまに含まれれば頂点で 小となる。ゆえに、軸が区間 0≦x≦αに含まれるときと含まれないときで場合分 をする。 [1] [2] |軸 軸 軸が区間 の外 軸が区間 内大量 #31 大量 最小 -1 |最小 67x8 (2)y=f(x) のグラフは下に凸の放物線で,軸から遠いほど受)を の値は大きい(右の図を参照)。 よって、区間 0≦x≦α の両端から軸までの距離が等しくな(S 軸 [2] 4≧2のとき [2] 図[2]のように, 軸 x=2は区間 に含まれるから, x=2で最小と なる。 最小値は [1] [2] から f(2)=1 f0<a<2のとき a2のとき 最小 x=0x=2x=a x=αで最小値α² -4a+5 x=2で最小値1 (2) 区間 0≦x≦a の中央の値は 1/2 である。 a [3] 01/12 すなわち <a<43] 頂点で最小。 (1) 139 最大 <指針 ★★ の方針。 区間 0≦xaの中央 20 が、軸 x=2に対し左右 どちらにあるかで場合 する のとき 図 [3] のように,軸 x=2は区 間の中央より右側にあるから, x=0で最大となる。 最大値は a f(0)=5 [4] =2 すなわちa=4 のとき [4] 図 [4] のように,軸 x=2は区 x = 0 x=a =1/2x=2 x=0の方が軸から 分けの境目となる。 るような (軸が区間の中央に一致するような) αの値が場合 ★ = 近 遠 x=0,4で最大となる。 間の中央と一致するから, 最大 最大 <軸と x = 0, a 等しい。 [3] 軸が区間の 中央より右 [4] 軸が区間の 中央に一致 軸 区間の両端 から軸まで の距離が等 しいとき。 [5] 軸が区間の 中央より左 軸 最大値は f(0)=f(4)=5 x=0 x=4 x=21 最大 [5] 2< // すなわちα>4のとき [5] 最大 最大 区間の 区間の 中央 [5]のように,軸 x=2は区 間の中央より左側にあるから, 軸 ●最大 Ax=a0) 中央)+(1 区間の 中央 x=αで最大となる。 最大値は [3]~[5] から f(a)=d²-4a+5 x = 0 x=a x=2x=0 20 f(x)=x-4x+5=(x-2)2+1 解答 y=f(x)のグラフは下に凸の放物線で,軸は直線x=2 [1] 0<a<2のとき (1) 軸x=20≦x≦aの範囲に含まれるかどうかで場合 分けをする。 f(x)=x2-4x+22 -22+5 0<a<4のとき x=0で最大値5 この 最小 a=4のとき x=0,4で最大値5 にた 指針の方針。 [1] 軸x=2が区間0≦x≦a に含まれるかどう a4のとき x=αで最大値α-4+5 10.0

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数学 高校生

(2)の解説読んでもわからないので説明お願いしたいです。 特に、(2)の解説の2行目と、増減表を使う理由が分かりません。

例題 57 中間値の定理 (1) 方程式 cosx=2x は, 0<x<1 の範囲に少なくとも数 **** 方程式 xxx-1=0 は,ただ1つの実数解 α をもつことを示 橋 をもつことを示せ せ また, 1 <a<2であることを示せ. 考え方 中間値の定理を利用する. (1) f(x)=cosx-2x とおくと, 少なくとも1つの実数解をもつ I f(x)=0を満たすxの値が少なくとも1つ存在する ということである。(初環) 中間値の定理を用いるには, 2 f(x)は0≦x≦1で連続 (0<x<1ではないことに注意) wwwwwwwwwwwwww (0) f (1) の値が異符号 wwwwwwwwwwwwwwww が成り立つことを調べればよい。 010) 4 連続関数 13 X f'(x) + 0 - 1-3- y=f(x) のグラフ 1 YA 0 + f(x) 1 22 22 27 -266 1 3 0 27 -2 x≦1 のとき,増減表より,f(x) <0 また,x>1 のとき, f'(x)>0より, f(x) は x≧1 で単調増加し, f(1)=1-1-1-1=-2<0 f(2)=2-22-2-1=1>0 したがって,y=f(x) のグラフはx軸と1<x<2 の範囲で1つだけ共有点をもつ。 「そのままで」 よって, 与えられた方程式はただ1つの実数解αをも ち, 1 <a<2である. x≦1 では y=f(x) x軸は共有点をも たない. 与えられた方程式の ただ1つの実数解 α が 1<α<2 である ことを示すので mf(1),(2)の符号を 調べる. 田(2) 与えられた方程式はただ1つの実数解をもち、その解は,1<x<2の範囲にあ ・1 <x<2 以外の範囲では実数解をもたない O 解答 ・1<x<2 の範囲で中間値の定理を利用する. (1) f(x)=cosx-2x とおくと, f(x) は 0≦x≦1で連続である. wwwwwwwwwwwwwwwwww 6.40 (2)=1 と y=cosx,y=2 (0)=cos0-2.0=1>0l=(笑)それぞれ連続な M f(1)=cos1-2・1=cos1-2<0 0-5 また, -1≤cosr≤l したがって,中間値の定理より, f(c)=0.0<c<1 M 0= COS 11 <2 (0)=(x)\mil Focus f(x) が a≦x≦b で連続で,f(a) f (b) が異符号 => >f(c)=0 かつ a<c<b となるxの値が少なくとも1つ存在 注) 「少なくとも1つ」 f'(x) = 0 とすると, となるxの値 c が少なくとも1つ存在する よって、 方程式 COSx=2x は, 0<x<1 の範囲に少 なくとも1つの実数解をもつ. (2) f(x)=x-xx-1 とおくと, f(x)はすべての実数xで連続である. wwwwwwwwwwwwwwwwwwwww また、f'(x)=3x²-2x1 =(3x+1)(x-1) wwwww 中間値の定理で, 満たす値 c が 「少なくとも 1つ」 存在するという表現をするのは、右の ように複数存在する場合もあるからである. +4+0 a Co 注》 中間値の定理で 「f(x) が a≦x≦b で連続で,f(a) と f(b)が異符号..... 不 というようにいくつも仮定が必要なのは、次のように1つでも欠ければ成り立たない 場合があるからである. y=ax+a (i) axb で連続 + f(a) f(b) が異符号 (ii) a≦x≦b で不連続 f (a) f (b) が異符号 (ii) a≦x≦b で連続 f(a) f(b) が同符号) はすべての実数 a X a bx 1 f(x)の増減表は次のようになる。 x=- 連続 1 3' 岡山大) 第

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