108 第2章微分法とその応用
標問 46
不等式の成立条件
不等式 1-arscos.z が任意の実数zに対して成り立つような定数αの
範囲を求めよ。
(早 大)
ok
図形的には,y=cos.c の下方に納
まる限界の放物線を求めることが問
題です。そこで, 標問 41 の方針にしたがって文
精講
π
2
字定数を分離し:
1-cos x
Q2
右辺の関数の最大値を求めるという考え方もで
きますが,面倒です。
ここは,単に
f(x)=cos.r+ar-120
が成り立つようなαの範囲を求めると考えた方
が簡単です。その際,f(x) は偶関数なので, cの
変域をr20 に制限できることに注意します。
また。
f(x)=-sin.r+2αx
の符号の変化はわかりにくいので,もう一度微分
するのがよいでしょう.
解法のプロセス
右辺一左辺= f(z) とおく
は
変域をr20 に制限
f(z)はわかりにくいので
f"(x) を調べる
解答
α<0 とすると, a
1-ar21>cos.z
を満たすェがあるので, α>0 である。
不等式の両辺は偶関数だから,
f(x)=cos.z+ar"-120 (r20)
が成り立つαの範囲が求めるものである。
f(z)=-sin.z+2αz
f"(x)=-cos.r+2α
(i) 2021 のとき
f"(z)20 より f'(x)は単調増加で, f'(0)=0
であるから,
f(x)20(z20)
よって, f(z)は単調増加で, f(0)=0 であるから,
合たとえば エ=
2
合ェの変域を制限する
合f(x)の符号は不明なので
f"(x)を調べる