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Mathematics Undergraduate

増減表についてです。 赤枠で囲んだ部分のプラスマイナスを判定する良い方法を教えていただきたいです。 できれば簡単な方法でお願いします🤲

2 第1章 1変数の微分積分 例題1 (関数のグラフ, 数列) x を非負の実数,r0r<1 を満たす実数とし, 関数f(x) を f(x)=xr* と定義する。 このとき、 以下の問いに答えよ。 df (1) f(x) の導関数 および第2次導関数 dx d2f dx2 を求めよ。 (2) f(x)の増減表を書き、関数y=f(x)のグラフの概形を描け。 (3) n を正の整数とし, 数列 {a} の一般項を an=f(n-1) により定義 する。このとき,初項から第n項までの和を求めよ。 <東北大学工学部〉 ◆アドバイス! (ax)' = a *loga 証明は簡単! 解答 (1) f(x)=xr* より f'(x)=1·r*+x.r*logr= (xlogr+1)r* ・〔答〕 公式: また f" (x) = logror*+(x logr+1)*logr = logr(xlogr+2)r* ・〔答〕 (2) f'(x) = (xlogr+1)*= 0 とすると 1 x= (>0) logr f" (x) = logr(xlogr+2)*=0 とすると x=- 2 logr (> logr よって, 増減および凹凸は次のようになる。 x f'(x) f" (x) 1 2 (+8) logr logr + 0 - 0 + y=α とおくと logy = loga =x loga 両辺を微分すると y y'=loga ..y'=aloga f" (x) 凹凸: f" (x) ・f'(x) の変化 f" (x) > 0 接線の傾き ⇒接線の傾きが増加 グラフは下に凸 y=f(x) したがって (3) an= k=1 この S= SS rs= 2 f(x) 0 rlogr logr 2 2r logr logr (0)

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Mathematics Senior High

図形と方程式の分野なのですがどのようにしてK=4+√14が第三象限にあると判断したのかわからないので教えて頂きたいです。

の 201 重要 例題 126 領域と分数式の最大・最小 00000 x,yが2つの不等式x-2y+1≦0, x²-6x+2y+3≦0 を満たすとき, 最大値と最小値,およびそのときの x, yの値を求めよ。 指針 連立不等式の表す領域 A を図示し,y-2 y-2 x+1 の 基本122 x+1 -=kとおいたグラフが領域 Aと共有点をも つようなkの値の範囲を調べる。この分母を払ったy-2=k(x+1)は,点(-1, 2) を通り,傾きがんの直線を表すから、傾きんのとりうる値の範囲を考えればよい。 CHART 分数式 y-b の最大最小 y-b x-a =kとおき, 直線として扱う x-a x-2y+1=0 解答 とする。 連立方程式①、②を解くと ①, x2-6x+2y+3= 0 (x, y)=(1, 1), (4, 5) ゆえに、連立不等式x-2y+1≦0, x2-6x+2y+3≦0の表 す領域Aは図の斜線部分である。 ただし,境界線を含む。 y-2=k(x+1) ③ y-2 =kとおくと x+1 BECO すなわち y=kx+k+2 [最大] R y ③ P 1F 3-2 3章 1 不等式の表す領域 ③は,点P(-1,2)を通り, 傾きがんの直線を表す。 図から, 直線 ③ が放物線 ② に第1象限で接するとき,k この値は最大となる。 ② ③からy を消去して整理すると k(x+1)-(y-2) =0 は, x=-1, y=2のとき についての恒等式になる。 →kの値に関わらず定 点 (1,2)を通る。 い方法、 x2+2(k-3)x+2k+7=0 二線に このxの2次方程式の判別式をDとすると 一程式は D 0 =(k-3)2-1(2k+7)=k-8k+2 立してす RAL 第1象限で接するときのkの値は このとき、接点の座標は 直線 ③ が放物線 ②に接するための条件はD=0であるか ら, k2-8k+2=0 より k=4±√14 k=4-√14 0 求めら 小となる。このとき (√14 -1, 4√14-12)第3象限で接する接線と 次に,図から、直線 ③ が点 (1,1) を通るとき,kの値は最 k=4+√14 のときは, なる。 1-2 1 k= 1+1 2 k=y- 2 x+1 -473 に代入。 よって x=√14-1, y=4√14-12 のとき最大値 4-√14; x=1, y=1のとき最小値- 2 y-5 の最大値

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Mathematics Senior High

(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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