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9 2025年度 東京電機大学 3. 関数 f(x)=x+- (x>0) に対し、 座標平面上の曲線 C:y=f(x) x を考える.aを正の数とし、2点(a, f(a)), (3a, f (3a))におけるCの接線 それぞれ1, m とする. このとき、 次の問に答えよ. (30点) (1) f(x)が極値をとるときのxの値を求めよ. (2) 直線の方程式を求めよ. (3)曲線C, 直線/および直線で囲まれた部分の面積を求めよ。ただし、 曲線CとCの接線は接点以外の共有点をもたないことを用いてもよい.
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(1) f(x)が極値をとるときのxの値を求めよ. 自学 @Akagi 9 9 f(x)=x+-を微分するとf'(x)=1- x2-9 (x+3)(x-3) X f'(x)=0とすると、 x=±3 x>0の範囲で f(x) の増減表をかいてみると 2 x 2 X x2 1 X 0 ... 3 + f(x)= X 1 f'(x) 2 x + f'(x) f(x) 0 + -3 +3 極小 表より、 f(x) は x=3のとき極小となり、 極小値をとる。
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(2) 直線の方程式を求めよ. # (a, a + 2) 接点 Hạ Akagi 2 a² -9 傾き: f'(a)= a² 2 よって、定点公式により .. y− f(a) = ƒ'(a)(x − a) 9 2 9 ¡y - (a + 2) = a² = (x − a) ·y-(a+ .. y a a² -9 2 a² x+ 18 a 2 a²
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S₁ = 3 -a x + 9 x a a² -9 18 x+ x dx ·x+ = 6 a a 9 a² 1 dx 3 √²² dx a 3a (x-2a)dx+ ドッキング ·³¹² (x − 6a)dx + = 2 -a a 2 3 a 9 √√2dx D 3a9 3 -a X -dx X = 3 2 a a a 18 9 x + a 3a 9 a² -1 S, S₁ = x + -a 2 x a² 2 3a 1 = 3 2 -a a 2 9 + dx - a x これらの和が求める面積だから 6 x S = S₁ + S₂ 3 9 -a - 2 = = *(x − 2a)dx + ²²² dx + + + * ( a a 2 x - 2 -a a 2 13a √ √³d (x−6a)dx+ 3a 9 √√₁₁ = - -ax 2 - dx 9 1 2 a 2 3 2 a -2ax + a 3a 1 2 6ax 3 -a 2 3a a -dx x +9√301 9 9a² 3a² 2 a 8 + 1 2 9 -18a² a 81 9 = -27- +18 + 2 2a2 a²)-(90² = 9 - -18 8 -9a² 1 -- (log x)'= x ]]> +9[logxa +9+9(log 3a-loga) 8 2 2 8 Ba = −9+9log = 9log3-9 a
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(3)曲線C, 直線/および直線で囲まれた部分の面積を求めよ. ただし、 曲線CとCの接線は接点以外の共有点をもたないことを用いてもよい. 自学 @Akagi a² -9 18 直線Z(2)より y x+ a² 2 a 直線 m:定点公式によりy-f(3a)=f'(3a)(x-3a) a² -1 6 ∴.y x+ - ・イ a² a アとイを連立させて2つの直線の交点のx座標を求めると 2 a² −1 6a²-9 18 x+ x+ a² 2 a a² a 3 ..x=-a 2 (1)より、2 つの接線は曲線の下側 にあって、接点以外の共有点をも たないからお絵かきすると G a S, S, 3-2 x=-a 3a
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