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数学 高校生

指数関数です ここの解説お願いします 特に『ここで、〜…〜の時成り立つ。』をお願いします

基本例題 169 指数関数の最大・最小 (1) 関数y=4-2x+2+2(x≦2) の最大値と最小値を求めよ。 (2) 関数y=6(2*+2^*)-2(4*+4) について 2" +2=t とおくとき,yをtを 用いて表せ。 また, yの最大値を求めよ。 指針▷ (1) おき換えを利用。 2=t とおくと,yはtの2次式になるから ① 2次式は基本形α(t-pfgに直す で解決! (2) まず, X2+Y2=(X+Y)-2XY を利用して, 4+4*を表す。 なお, 変数のおき換えは、そのとりうる値の範囲に要注意。 yをtで表すと,t の2次式になる。 なお、 t=2" +2の範囲を調べるには,2"> 0, 20に対し,積 2.2 = 1 (一定)であるから, (相加平均) (相乗平均) が利用できる。 al W 解答 (1) 2=t とおくとt> 0 したがって を式で表すと _y=4(2*) -4・2+2=4t2-4t+2=4t-- B x≦2であるから0<t? 0<t≤4 ..... 1)² + 1 ①の範囲において, yはt=4で最大, t=1で最小となる。 t=4のとき 2x=4 |1 1/1/2のとき 2x = よって 1 2 ゆ x=-1 x=2のとき最大値50,x=-1のとき最小値1 (2) 4*+4x=(2x)+(2-x)=(2x+2-x)-2・2*・2^x=t2-2 ゆ + y=6t-2(t2-2)=-2t2+6t+4. したがって ① > 0, 2x>0 であるから, (相加平均) ≧ (相乗平均) より 2x+2-x≧2√2x2 = 2 すなわち≧2 ここで, 等号は 2*=2*,すなわち x=-x からx=0のとき成り立つ。 \2 17 ①から y=-(1/22/12/ ②の範囲において, yはt=2のと き最大値8をとる。 したがって x=0のとき最大値 8 x=2 gol + 10 17 2 YA 4 2 00000 t ******** Ap5q-252⁹ y 基本 167 50 2.2 x=2°=1 相加平均と相乗平均の関係 a> 0, b>0のとき atb = √ab (等号は α=bのとき成り 立つ。) 265 t=2となるのは, (*) で等 号が成り立つときである。 5章 29 一数関数

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数学 高校生

(2)においてです。 相加・相乗平均の使い方は理解できたのですが 2^x>0、2^-x>0より2^x+2^-x>0よりt>0で求めてはなぜダメなのですか?

(1) 大阪経大 25x-3・5*-10 ≧0 基本 16616 一の形を導く。その後 三意して進める。 要注意。 変わる。 =(-1/²)* 向きが変わる。 を2にそろえる。 -(2x+2) <2-4(x-1) 大きいから <-4(x-1) =3 から,不等号 うない。 左の解答より は不変。 +2>0 So EX107 基本例題 169 指数関数の最大 最小 関数y=4-24+2+2(x≦2) の最大値と最小値を求めよ。 関数y=6(2x+2-x)-2(4+4¯*) について, 2+2x=t とおくとき,yをtを X 用いて表せ。 また,yの最大値を求めよ。 基本 167 練習 指針 (1) おき換え を利用。 2^=t とおくと,yはtの2次式になるから 2次式は基本形α(tp)+αに直す で解決! なお, 変数のおき換えは,そのとりうる値の範囲に要注意。 (2) まず,X2+Y2=(X+Y)'-2XY を利用して, 4*+4 x を t で表す。 をで表すと,t の2次式になる。 なお, t = 2* + 2 - * の範囲を調べるには,20, 2x>0 に対し, 積2*2*=1 (一定) であるから, (相加平均)≧ (相乗平均) が利用できる。 69 解答 (1) 2*=t とおくとt>Q したがって 0<t≤4 をtの式で表すと y=4(2*)"-4-2*+2=4t°-4t+2=4(t-1/2)+1 ① の範囲において, y は t=4で最大, t= で最小となる。 t=4のとき 2x=4 ゆえに 1/1/2のとき t= ゆえに よって x=2のとき最大値50, x=-1のとき最小値1 (2) 4*+4x=(2x)+(2-x)=(2*+2-x)2-2・2*・2^x=t2-2 v=6t-2(t2-2)=-2t2+6t+4 したがって ① 2*> 0, 2-*>0 であるから(相加平均)≧(相乗平均) より 2x= (*) 2+2-x≧2√2x2 = 2 すなわち ≧2 ここで,等号は 2 = 2x , すなわち x=-x から x=0のとき成り立つ。 ①から ②の範囲において,yはt=2のと き最大値 8をとる。 したがって 2であるから0<t≦22 1 1 2 y=-2t- = -2 (1-2)² + 17 x=0のとき最大値 8 x=2 x=-1 ..... YA 17 2 8 (1) 次の関数の最大値と最小値を求めよ。 (7) y=(-²)*(-1≤x≤2) 32 t p≤q2P ≤29 50 O 2 2*•2-*=2°=1 * (12/21) 相加平均と相乗平均の関係 a> 0, b>0のとき a+b 2 ≧√ab (等号は α=bのとき成り 立つ。) 265 t=2 となるのは, (*)で等 号が成り立つときである。 [(イ) 大阪産大] (イ) y=4x-2x+2 (-1≦x≦3) > 0, a≠1 とする。 関数y=ax+α-2-2(α*+α-x)+2について, =t とおく y をtを用いて表し, yの最小値を求めよ。 p.272 EX108 5章 29 指数関数 < kć 0

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