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Mathematics Senior High

195. 変化率を求めるのになぜ微分が必要なのですか??

306 ACX 00000 基本例題 195 変化率 (1) 地上から真上に初速度49m/s で投げ上げられた物体のt秒後の高さんは h=49t-4.9t²(m) で与えられる。この運動について次のものを求めよ。た し,vm/sは秒速vmを意味する。 (ア) 1秒後から2秒後までの平均の速さ (1) 2秒後の瞬間の速さ (2) 半径 10 cm の球がある。毎秒1cm の割合で球の半径が大きくなっていくと き球の体積の5秒後における変化率を求めよ。 p.296 基本事項) 指針 (1) 高さんは時刻tの関数と考えることができる。 h=f(t)=49t-4.9t2 とする。 (ア)平均の速さとは,平均変化率と同じこと。(んの変化量) ÷ (tの変化量)を計算。 (イ) 2秒後の瞬間の速さを求めるには 2秒後から2+b秒後までの平均の速さ (平均 変化率)を求め, 60 のときの極限値を求めればよい。 つまり、微分係数 f'(2)が 代入する。 t=2 における瞬間の速さである。 (2) まず,体積Vを時刻 tの関数で表す。これを V=f(t) とすると、5秒後の変化率は t=5 における微分係数 f'(5) である。 ( COX SU 解答 (1)(ア) (49・2-4.9.22)ー(49・1-4.9・12) zp(x2-1 =34.3(m/s) 2)+(x)\ (イ) t秒後の瞬間の速さはんの時刻t に対する変化率であ dh =49-9.8t dt る。 hをtで微分すると 700- 求める瞬間の速さは, t=2として ~+734 49-9.8.2=29.4(m/s) (2) t秒後の球の半径は (10+t) cm である。 t秒後の球の体積をV cm とすると dV dt Vをtで微分して 求める変化率は, t=5として 練習 4 V= ½π(10+t)³ 13.3(10+t)^1=4z(10+t)^{(ax+b)"'" 4 (10+5)^2=900(cm²/s) 3 tがaから6まで変化する ときの関数 f(t) の平均変 化率は f(b)-f(a) b-a ば,関数h=f(t) の導関数 f'(t), とを,変数を明示してをtで微分するということがある。 dh dt 参照。h'=49-9.8t と書い してもよいが, dh と書くと dt 関数h をtで微分してい ることが式から伝わる。 < については、下の注意 注意 変数がx, y以外の文字で表されている場合にも,導関数は今までと同様に取り扱う。 charf(t)などで表す。また,この導関数を求める。 例え V20x =n(ax+b)²-¹(ax+b) (1) 地上から真上に初速度 29.4m/sで投げ上げられた物体のt 100t-4912(m) で与えられる。 この運動につ t秒後の高さんは

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191.2 これはつまりこういうこと(写真2枚目)ですか??

-8 彡する。 5 =3が成 値を求 る。 (a) →0 日本/例題 191 導関数の計算(1)…. 定義(x)=x・・・・ .n-1 次の関数を微分せよ。 ただし, (1), (2) は導関数の定義に従って微分せよ。 (1)y=x2+4x のにする な変形を ま (3) y=4x-x2-3x+5 解答 (1)y'=lim ② Ma 指針 (1), (2) 導関数の定義 f'(x)=lim(x+h)-f(x) を利用して計算。 JHS CD-t atta h (3),(4)次の公式や性質を使って,導関数を求める。 (n は正の整数,k,lは定数) (n) =nxn- on-1 特に (定数)' = 0 _{kf(x)+1g(x)}'=kf'(x)+1g'(x) (2) _,._{(x+h)²+4(x+h)}-(x2+4x) h h→0 =lim h→0 1 x+h =lim h→0 =2x+4 2hx+h²+4h h h 2 $xd+xs[-²xl- (x+h)²-x2+4(x+h)-4x[301+『sb-z= x h→0 =lim(2x+h+4) h→0 1_x-(x+h) (x+h)x (2)y= == (4)y=-3x+2x3-5x2+7 1 x (2+xs) (e+z1S-201) トコー であるから (x+h)x 1 ( ) = lim{x}=lim (x+h)x (3) y'=(4x3-x2-3x+5)'=4(x3)'-(x2)-3(x)'+(5)、 =4•3x²-2x-3.1=12x²-2x-3x+)(1+>$}&= 1 =(x+h)2+4(x+h) ISI-38.0J+項をうまく組み合わせて, 分子を計算する。 y'=(-3x+2x3-5x2+7)'=-3(x*)' +2(x3)'-5(x2)+(7) | 3・4x3+2・3x2-5・2x=-12x+6x²-10x p.296 基本事項 ③~5 -1-1=-x-2=- x f(x)=x2+4x とすると f(x+h) 導関数の定義式の分子 f(x+h)-f(x) を先に計算している。 <{kf(x)+1g(x)}' =kf'(x)+1g'(x) <(r")=nx"-1 (定数)' = 0 検討 の微分についての指数の拡張 p.296 基本事項 4 において, (x")'=nx"- (n は正の整数) とあるが, nl STRE 負の整数や有理数であっても,この公式は成り立つ (詳しくは数学Ⅲで学習する)。 例えば、上の例題 (2) については, n=-1として, 公式(x")'=nx"-1 を用いると P ) (6-ST (8) は正の整数に限らず, (E)

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