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数学 高校生

数IIの不等式の証明です。(2)について質問なのですが、増減表のf’(x)の+-がどうしてこのようになるかがわかりません。教えていただきたいです!

62 次の不等式が成り立つことを証明せよ。 基本 例題 229 不等式の証明 (微分利用) 0000 p.349 基本事項 3. 基本 219 2 (1) x>2のとき x+16>12x (2) x>0のときx-16≧32(x-2) 指針 ある区間における関数 f(x) の最小値が mならば,その区間において, f(x)≧m り立つ。これを利用して, 不等式を証明する。 ① 大小比較は差を作る 例えば, f (x)=(左辺) (右辺) とする。.. ② ある区間における f(x) の値の変化を調べる。 3 f(x) の最小値を求め, (区間における最小値)>0 (または≧0) から, f(x) (または≧0) であることを示す。 なお,ある区間で f(x) が単調に増加することを利用する方法もある。 →x>aでf'(x)>0 かつf (a) ≧0 ならば,x>αのときf(x)>0 1 大小比較は差を作る CHART 不等式の問題 ②常に正⇔ (最小値) > 0 (1) f(x)=(x+16) 12x とすると 解答 f'(x)=3x²-12=3(x+2)(x-2) f'(x) =0 とすると 2 x≧2 における f(x) の増減表は右のよ うになる。 x 2 f'(x) + 別解 (1) x>2のとき f(x)>0 (f(x) 07 x+16>12x よって, x>2のとき したがって (2) f(x)=(x-16)-32(x-2) とすると 指針」 の方 f(x)=(左辺)(右辺) として,f(x)の値の 化を調べ,f(x)>0を す。 f'(x)=4x-32=4(x3-8) =4(x-2)(x2+2x+4) f'(x)>0 ゆえに,x2のとき f(x)は単調に増加する。 よって,x2のとき f(x)>f(2)=0 すなわち f(x)>0 f'(x)=0 とすると x=2 x0 における f(x) の増減表 x-8=0 の実数解は x 20 ... は右のようになる。 2 x=2のみ。 f'(x) 0 ゆえに,x>0のとき,f(x) + は f(x) 極小 x=2で最小値0 0 をとる。 よって,x>0のとき したがって x-16≧32(x-2) f(x)≥0 [ f(x) の最小値] 20 ▼等号が成り立つのは x=2のとき。

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数学 高校生

(2) F’’(x)>0だと、なぜF’(x)は単調に増加すると分かるんですか?その他のも同様になぜ単調に増加すると分かるのかが分かりません。解説をお願いします🙇‍♂️

基本 例題19 不幸式の証明 ・微分利用(基本) x>0のとき、次の不等式が成り立つことを証明せよ。 2 (1)log(1+x)<1+x 不等式f(x)>g(x)の証明は 0000 (2)類愛知教育大] 327 (2)x2+2e-2x+1 p.326 基本事項 重要 195, 197, 演習 202 大小比較は差を作るに従い,F(x)=f(x)-g(x) 答 として(.........), F(x)の増減を調べ、次の①,②どちらかの方法で F(x)>0を示す。 ① F(x)の最小値を求め, 最小値>0 となることを示す。 これが基本。 ② F(x)が単調増加 [F'(x)>0]でF(a)≧0xαのとき F(x)>0 とする。 (1) では ①, (2) では②の方法による。 なお, F'(x)の符号がわかりにくいときは,更に F" (x) を利用する。 1(1) F(x)=- 1+x 2 1 -log (1+x) とすると x-1 F(x)= | | -1 + x = 2(1+x) 1+x x0におけるF(x)の増減 表は右のようになる。 e> 2 であるから x F'(x) =0 とするとx=1 F'(x) F(x) logelog20 すなわち 1-log2>0 |1|2 F(x)≧F(1)>0 ゆえに,x>0のとき よって,x>0のとき log(1+x) < 1+x 2 大小比較はAHO 差を作る ー (1) 1+x y= log(1+x) とy=-2 1 + 極小 のグラフの位置関係は、下の 図のようになっている 1-log2 YA 1+x y= 2 は 12 10 1 y=log(1+x) ( 6章 27 方程式・不等式への応用 |_ (2) F(x)=x2+2e-e-2x+1) とすると F'(x)=2x-2e-x+2e-2x F"(x)=2+2ex-4e-2x=2(1-e-x)(1+2e-x) このままでは,F'(x)>0 が示しにくい。 よって, F" (x) を利用する。 別解(2) JJF(x)=x²-(1-e¯x)² =(x+1-e-x)(x-1+e_x) x>0のとき,x+(1-e-x)>0 であるから, x>0で F" (x)>0 F'(x)>0 x>0のとき,0<e-x <1であるから ゆえに,F(x)はx=0で単調に増加する。 このことと,F'(0)=0から,x>0 のとき よって, F(x) は x≧0 で単調に増加する。 このことと,F(0)=0 から, x>0のとき x2+2exex+1 したがって,x>0のとき F(x)>0 x1+ex>0を示す。 [方法は (1) の解答と同様。] 200 色)の利用 [6]

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