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数学 高校生

緑色で丸で囲っているところについて。なぜ1≦3分の4aとなっているのにx=3分の4aはダメなんですか?

355 64 基本 例題 223 係数に文字を含む3次関数の最大・最小 00000 すなわち [2] YA [2] [2] は区間に極大値をと a³ α を正の定数とする。 3次関数f(x)=x-2ax2+αx0≦x≦1 における最大 立命館大 ] 基本 219 重要 224 4 るxの値を含み, 極大値 が最大値となる場合。 で最大となり 0 a 1 a 3 値 M (α) を求めよ。 指針 文字係数の関数の最大値であるが, p.350 基本例題 219 と同じ要領で, 極値と区間の 端での関数の値を比べて最大値を決定する。 f(x) の値の変化を調べると, y=f(x) のグラフは右図のよう ya になる (原点を通る)。 ここで,x= =/1/3以外にf(x)=f(10/28) ( 0 よって、1/3 α (1/3<α) が区間 0≦x≦1に含まれるかどうか a a 3 で場合分けを行う。 満たすx (これをαとする) があることに注意が必要。 <a a f(x)はx=/10/ M(a)(0) 4 [3] 0< <1/3a<1 すなわち 0<a<212 のとき, f(x)はx=1で最大となり M(a)=f(1) 以上から f'(x)=3x²-4ax+α2=(3x-a)(x-a) 解答 f'(x)=0とすると x= a 3. a まずは、f'(x)=0を満た すxの値を調べ, 増減表 をかく。 a>0であるから, f(x) の増減表は次のようになる。 <a>0 から a x a ... 3 0<<a f'(x) + 0 0 +1 (0)\-(E)\ 0<a<12/13<a のとき [3] 最大! a2-2a+1 a jal [3] は区間に極大値をと るxの値を含むが、 区間 この右端の方が極大値より も大きな値をとり, 区間 の右端で最大となる場合。 10 a a 4 3 M(α)=f(1)=α-2a+1 24≦3のとき M(a)= このとき 大阪 <f(1)=13-2a・12+α2.1 =a²-2a+1 f(x) 極大 (0) ここで,f(x)=x(x2-2ax+α²)=x(x-α)からもう (*) 曲線y=f(x) と直線 x= (3)=(-a)=7a³ 4 a³, f(a)=0 OL-13+TS =1/3以外にf(x) = 27 を満たすxの値を求めると, 3次関数の対称性の利用 目 4 検討 p.344 の参考事項で紹介した性質, 3 を用いて,f(x)=2742 を満たすx= 1/3以外のx の値を調べることもできる。 2つの極値をとる点を結ぶ線分の中点(つまり,変曲点) の y=f(x) x 座標は x=- -2a 2 3.1 3 点において接するから, f(x)/(x) 4 f(x)= =270から (1 x³-2ax²+a²x-7a³=0 4 で割り切れる。このこと を利用して因数分解する とよい。 S ゆえに (x-1)(x-1/4)-10-19 1102a a a 15 3 x= であるから X= 15 4 1 0 よって, f(x) 0≦x≦1における最大値 M (α) は,次のよ うになる。 01 9 a 4 3 4 a [1] 1<1/3 すなわち 4>3のとき 1 0 3 f(x) はx=1で最大となり M(a)=f(1) <指針_ a2-2a+1 -最大 ★ の方針。 [1] は区間に極値をとる xの値を含まず 区間の 右端で最大となる場合。 0 a a x 3 a 3 2 で, a+ から、 3 11/24)となる。 なお, p.344 で紹介した性質を用いる方法は,検算で使う程度 としておきたい。 で 0.0 6章 6 最大値・最小値、方程式・不等式 ことしないよ 練習 x3 0223 は正の定数とする。 関数f(x)=- x²+ 3 ax²- ピー2ax+αの区間 0≦x≦2におけ 3 p.368 EX142 る最小値 m (a) を求めよ。

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数学 高校生

アとウの問題の最後って逆の確認はしなくていいんですか?

8 恒等式 - (ア) 恒等式 4+7x3-32-23-14 =a+bx+cx(x-1)+dx(x-1)(x-2)+ex(x-1)(x-2)(x-3) が成り立つとき, 定数ae の値を求めよ. (九州産大・情報科学, 工) (イ) 次の式がxについての恒等式になるように,定数a, b, c の値を定めなさい。 x3+2x2+1=(x-1)+α(x-1)2+6(x-1)+c ( 流通科学大) (ウ) x+y=1を満たすx, yについて,ax2+bxy+cy2=1が常に成り立つように a, b, c を定めよ. (龍谷大・理工(推薦)) 係数比較法と数値代入法 多項式f(x) g(x)について, f (x)=g(x) が恒等式になる条件を とらえる主な方法は,次の①と②の2つである. 1 f(x)とg(x)の同じ次数の項の係数がすべて等しい. ② f(x), g(x) の (見かけの) 次数の高い方をn次式とするとき, 異なる n+1個の値に対して,f(x)=g() が成り立つ. x-pで展開 (イ)の右辺を 「x-1について展開した式」 というが, どんな多項式も につい て展開した式として表すことができる. この形にすれば (x-p)2で割った余りなどがすぐに分かる. (イ)を右辺の形にするには, 左辺の各項を,r={(x-1) +1}などとして展開すればよい. 等式の条件 1文字を消去するのが原則である(本シリーズ 「数Ⅰ」 p.16). 解答豐 (ア) 与式の両辺にx=0を代入して,a=-14. αを移項し両辺をxで割って, x3+7x2-3x-23 =b+c(x-1)+d(x-1)(x-2)+e(x-1)(x-2)(x-3) 両辺に x=1,2,3,0を代入して, -18=6,7=b+c,58= 6+2c+2d, -23=b-c+2d-6e b=-18,c=25, d=13, e=1 (イ)x+2x2+1={(x-1)+1}3+2{(x-1)+1}2+1 ={(x-1)+3(x-1)2+3(x-1)+1}+2{(x-1)2+2(x-1)+1}+1 =(x-1)+5(x-1)2+7 (x-1)+4 (α=5,b=7,c=4) (ウ) y=1-xであるから, ax2+bx (1-x)+c(1-x)2=1 これがェによらず成り立つから,r= 0, 1, -1 を代入して, c=1, a=1, a-26+4c=1 .. a=1,c=1,6=2 注 (ア) ①x=1を代入して♭を求め, bを左辺に移項し両辺をx-1 で割る'代入'と '割り算’を繰り返して求めることもできる. (イ)与式にx=1を代入し,c=4. 両辺をxで微分して, 3x2+4x=3(x-1)2+2a(x-1)+b.x=1を代入し, 6=7. (以下略) ・① 多項式の恒等式が両辺ともにェ を因数に持てば, 両辺をェで割っ た式も恒等式. e=1であることは、 元の式の両 辺のの係数を比べることでも 分かる.このような考察をして ミスを防ごう. ← (x+y)²=1となる. 次にx=2を代入してcを求め,c を移項して2で割る. ←代入と微分"を繰り返して 求めることもできる. 波調

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数学 高校生

(2)の問題が分かりません。教えて下さい。

10 極値をもつ条件 関数A(x)=xについて,次の問いに答えよ. (1) A(x)の増減を調べ, 極値を求めよ. (2) 関数B() がB' (x) =A (z) を満たすとする. a を実数とし,x>0において, 関数 f(x)=B(z) -axが極値をもつとき,aのとりうる値の範囲を求めよ. 問題文のf(x)が極値をもつとき 100k (大阪工大・推薦/改題) f'(x) =0であることのみに注目してはいけない. f'(x) = 0 の解の前後でf'(x) が符号変化しなければ極値をもたない. 極値をもたない条件は,f'(x) が符号変化をおこさない (つねに0以上,またはつねに0以下)こと である. 文字定数を分離してとらえる場合 f'(x) の符号がg(x) -αの符号と同じになるとき,f'(x) の 符号は,曲線y=g(x) と直線y=αの上下関係で判断することができる.y=g(x) がy=aの上側にあ れば常にf'(x)>0, 下側にあれば常にf'(x) <0である。 このように,文字定数 αが分離できれば,定 曲線y=g(x) と, x軸に平行な直線y=αとの上下関係を調べればよいので,とらえやすい。 解答 > (1) A'(x)=2xe-x+xd(-e-x)=x(2-x) e-x A(x)の増減は, 右表のようになる. (x)) +(x)= (x)=Sit I 0 2 4 極大値は A (2)=- 極小値はA(0)=0 e² A'(x) - 0 + 0 = A(x) 7 > V H (2) f'(x)=B'(x)-a=A(z) -a x>0においてf(x) が極値をもつ条件は, である。 f'(x)がx>0で符号変化すること f'() (8-8)579- A(x)-a>o 0 + f(x)。 A(x)-9<0 =(x)7 Acx)>a A(x)<a 常にf'(x)>0⇔ y=A(x) がy=αの上側 常にf'(x) <0⇔y=A(x) がy=aの下側 ① である. (1) の過程, およびx>0のときA(x)>0 とから,y=A(x) のグラフは右図の太線のようにな る。 よって, ①により, 求める範囲は 4 e2 0(x)\il (1) 0<a<- のとき 直線と曲線は 0<x<2で交わり, f'(x)は負か ら正へと変化するので,ここで極 小値をとる. limA(x) =0(左 0<a<4 30 x110 2 x 下の注) であるからx>2でも必 ず交わり ここで極大値をとる. x2 x-00 et 注 lim -=0・・・・・・であるから, limA(x) =0が成り立つ. X11 ※を証明しておこう x = 2s とおくと, x2 ex e2s (es)2=4()² S 1+8% 6の前文を参照. () () は,x>0のとき, S so es であるから, lim -= 0 を示せばよい.e=t とおくと, S log t >1+x+- + -を導いて示 となり, 2 6 es t すこともできる. log x 818 IC 6(2) から lim -=0であるから lim=0である. S S-8 es

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