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数学 高校生

f’’(x)>0であるとき、f(x)の接線の傾きが増加することは理解できるのですが、画像の右図のグラフでは、xの値が左端から右に変化する時、接線の傾きは減少していませんか?なぜこのようなグラフになるのでしょうか。

168 第5章 微分法の応用 グラフの凹凸 関数 f(x) の変化をさらに細かく知りたいときに, 「f(x) の微分」だけでな . 「f'(x) の微分」 つまりは 「f(x) の微分の微分」を調べることがありま す. これを f(x) の2階微分といい, f" (x) と表します。 2階微分 微分 微分 f(x) + f'(xc) →f'(x) f(x) の変化率f'(x) の変化率 例 f'(x) は 「f(x) の変化率」 でしたが,f" (x) は 「f'(x) の変化率」 です。 f" (x)>0 であるということは, f'(x) が増加している」 つまり 「接線の傾 きが増加している」ということを意味します. このとき,下図のようにグラフ は下に膨らんだ曲線になります.この形状を下に凸といいます. f" (x)>0 ⇔f'(x) が増加する ⇒ 接線の傾きが増加する 下に凸小 のグラ 「f(x) 分を調 f" y=f(xc) f(エ 凸であ 情報 凸も 一方, f(x) <0 であるということは, 「f'(x) が減少している」 つまり 「接 線の傾きが減少している」ということなので,下図のようにグラフは上に膨ら んだ曲線になります. この形状を上に凸といいます. f'(x) <0⇔ f'(x) が減少する ⇒ 接線の傾きが減少する y=f(x) 上に凸 77

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数学 高校生

x=0、x=2aなど、どこからとったんですか? 上の変域が左、中、右にある式は理解できました。 また、x=2で最小値を取った時、-8aのaはどこからきたんですか?

応用問題 1 αは実数の定数とする. 2次関数 f(x)=x2-4ax+3 について f(x) の 0≦x≦2 における最小値を求めよ. f(x) の 0≦x≦2 における最大値を求めよ 精講 文字定数αの値によって, 2次関数のグラフの軸の位置が変わりま あります。 最小値と最大値で場合分けのポイントがどこになるのかを, 注意深 すので,軸と変域の位置関係に注意して 「場合分け」 をする必要が く観察してみましょう 解答 f(x)=(x-2a)-4a²+3 より, y=f(x) のグラフの軸はx=2a である. (1) グラフの軸 x=2a が,変域 0≦x≦2 の「左側」にあるか「中」にある か「右側」にあるかどう 最小値をとる場所が変わる 軸が変域の「左側」にある 2a < 0 軸が変域の「中」にある 軸が変域の 「右側」にある ・・・ 2a > 2 なので、この3つで場合分けをする. ... すなわち a <0 のとき ・0≦2a≦2 すなわち 0≦a≦1 のとき すなわち α >1のとき かつ (i) a < 0 のとき x=0_で最小値をとり、最小値は,f(0)=3 (ii) 0≦a≦1 のとき VIEW x=2dsで最小値をとり, 最小値は, f (2a)=-4a2+ (Ⅲ) α>1 のとき x=2で最小値をとり, 最小値は, f (2)=-8a+7 以上をまとめると 3 のはどこから? (i) a0 求める最小値は4a2+3 (0≦a≦1 のとき) [-8a+7 (a>1 のとき) (ii) (2-2a5-4a²+3 こ 最小 (最小) (最小 2a 0 2 02a 2 0224

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数学 高校生

(3)はなぜ解答に定義息が書かれてないんですか?

X ただ1つ定まると で表す。 変数 xとyを入 3 x (1) y= +2(x>0) (2) y=√-2x+4 基本 例題 10 逆関数の求め方とそのグラフ 次の関数の逆関数を求めよ。 また、そのグラフをかけ。 00000 (3) y=2x+1 p.24 基本事項 2 重要 13 \ 逆関数の求め方 関数 y=f(x) の逆関数を求める。 指針 y=f(x) xxについて解く x=g(y) xとyを交換 y=g(x) これが求めるもの。 この形を導く。 る。 - (y) の 三義域 また (f' の定義域) ( の値域) (f' の値域) = (f の定義域 ) に注意。 ①の値域はy>2 (g-f (1) y=2+2(x>0) 3 解答 g ①をxについて解くと, y>2であるから x= y-2 ) の 三域 (gof)) の値域 求める逆関数は,xとy を入れ替えて y=- グラフは,図 (1) の実線部分。 (2) y=√-2x+4 3 x-2 (x>2) ① の値域は 4 VA y=x+2, y≧0 ① を xについて解くと, y'=-2x+4から 1 x=- 求める逆関数は, xとyを入れ替えて まず, 与えられた関数 ① の値域を調べる。 <xy=3+2x から (y-2)x=3 y2であるから, 両辺 をy-2で割ってよい。 また, 逆関数の定義域は もとの関数 ① の値域で ある f(x) 定義域 f(x) 値域 値域 定義域 y=- =-x²+2 (x≥0) グラフは,図 (2) の実線部分。 (3)y=2x+1 ①の値域は y>1 xy-2 ① を xについて解くと, 2*=y-1から x=10g2(y-1) 求める逆関数は,xとyを入れ替えて は 「fイン グラフは,図 (3) の実線部分。 _x」 と読む。 (1) y! (2) y x≧0 を忘れないよう に! log22=x y=log2(x-1) 定義域はx>) (3) y ① a) f(x) y=x y=f(x) (P(a,b) I 2 2 3 1 0 2 x 0 1 2 3 x 0 12 練習 次の関数の逆関数を求めよ。 また, そのグラフをかけ。 25 1章 ② 逆関数と合成関数 ② 10 [(2) 類 中部大] (1)y=-2x+1 (2)y= (+g)(x) x-2 x-3 (3) y=1/2(x-1)(x20) (4)y=-2x-5 (5) y=10gs(x+2) (1≦x≦7) p.32 EX7 19 -4 2

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