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数学 高校生

一対一対応数学Ⅱ 積分 11のまるでかこってるところがよくわかりません。 なぜ、①<0となるのかがわからないです 教えてください。

● 11 面積 3次関数どうし kを定数とし, f(x)=x3+x2-4kx+6k2,g(x)=x3+2x-3k とおく 2つの曲線y=f(x)とy=g(x) が相異なる2点で交わっているとき, これらの曲線で囲 まれた部分の面積をS(k) とする. (1) 2つの曲線y=f(x)とy=g(x) が相異なる2点で交わるためのんの条件を求めよ. (2) S(k) を求めよ. (3) S(k) が最大となるんの値を求めよ. 3次関数どうしで差が2次式の場合 境界が3次関数であっても、差(被積分関数)が2次になると (x− 公式S(-a)(x-B)dx=1/12 (B-α) が使えることがある。2曲線で囲まれた面積を求 6 める場合で,交点が2個だけのときはこの形にならないかをまず考えよう. ■解答量 (1) f(x)-g(x)=x2-2(2k+1)x+6k2+3k (1) y=f(x)とy=g(x) の交点のx座標は①=0の解だから, ① = 0 が異なる2 実解をもつための条件, すなわち判別式を考えて, (2k+1)²-(6k² +3k) >0 ... (2k+1)2-3k(2k+1) >0 .. (2k+1)(1-k) >0 (2) は(1)で求めた範囲にあるとし, このときの ①=0の2解をα, β(α <β) とする. α<x<βのとき ① <0であるから,この範囲で g(x) f(x) であり, S(k)=f(g(x) f(x)}dx=J"(-①) dr B 1 = -f(x-a) (x-B) dx = (B-a) ³ 6 ①=0を解くと x=2k+1±√(2k+1)-(6k+3k) =2k+1±√(2k+1) (1-k) 3 (2)= -(-2k²+k+1) z 1 2 <k<1 =2k+1 ±√-2k2+k+1 となるので, β-α=2√-2k2+k+1 であり, このとき 4 3 1 (3) -2k2+k+1 が最大となるkを求めればよい. - 2k²+k+1=-2 (k-1) ² - 2 (k − 1)² + 3/8 ID, k 4 838 2) α¦ y=g(x) y=f(x) y=f(x)-g(x) 図 1 014 (8-3 B IC ß x 図 2 X D/4>0 (1) 曲線D の方程式を求めよ. (2) 2曲線C,Dが異なる2点で交わるような定数aの値の範囲を求めよ. (3) 2曲線C,Dで囲まれた図形の面積Sを求めよ. (4) t=12-² とおくことにより,Sが最大となるような定数aの値を求めよ. ( (阪大) 11 演習題(解答は p.158) 曲線y=x2(x+3) をCとし,Cをx軸方向にaだけ平行移動した曲線をDとする. ただし, a>0である. 以下の設問に答えよ. ←公式を用いた. ←求めるものは図1の網目部の面 積だが,これは図2の網目部の面 積と等しい. ← 11/12/ << 1 を満たす. 382 (1) C:y=f(x)とす るとD:y=f(x-a) [平行移動の公式] (2) (3) 例題とほとん ど同じ. (4) Sをだけで表し

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数学 高校生

矢印のところの式変形が分かりません。

もつよ 3 次関数の極大値と極小値の差 重要 例題 209 関数f(x)=x-6x²+3ax-4の極大値と極小値の差が4となるとき、 定数αの 値を求めよ。 指針 前ページの例題と同じ方針で進める。 x =αで極大値, x=βで極小値をとるとすると 極大値と極小値の差が 4 f(α)f(B)=4 f(a),f(B) を実際に求めるのは面倒なので, f(a) -f (B) を α-B, α+B, aβ で表し, 更に(β)=(a+B)-4αβ を利用することで, α+β, αβ のみで表すことができる。 解答 f'(x)=3x2-12x+3a f(x) は極大値と極小値をとるから, 2次方程式f'(x) = 0 すな わち3x²-12x+3a=0 ① は異なる2つの実数解 α, B (α<B) をもつ。 よって, ① の判別式をDとすると D>0 D=(-6)-3-(3a)=9(4-α)であるから したがって a<4 f(x)のxの係数が正であるから, f(x) は x=α で極大,x=β で極小となる。 ...... ...... 4-a>0 f(a)-f(B)=(a³-8³)-6(a²-B²)+3a(a-B) =(a-β){(u²+αβ+β2) -6(a+β)+3a} = (a-B){(a+B)²-aß-6(a+B)+3a} ① で, 解と係数の関係より α+β=4, aß=a よって (a-β)²=(a+β)2-4aβ=4²-4・a=4 (4-α) α<βより,α-B <0であるから α-β=2√4-α ゆえに f(α)-f(B)=-2√4-α (4-a-6.4+3a) =-2√4-a{-2 (4-α)} = 4( √4-a)³ f(α)f(B) =4であるから 4(√4-a)=4 すなわち (√4-a)³=1 ゆえに, 4-α=1から a=3 よって √√√4-a=1 これは②を満たす。 基本208 a 今回は差を考えるので, α<βと定める。 HAN ... B 0 + f'(x) + 0 f(x) 極大極小 325 3次関数が極値をもつとき 極大値>極小値 ② から 4-a>0 よって √4-α> 0 14-a=(√4-a)² 負 6 √4-α=1 の両辺を2乗し て解く。

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数学 高校生

三次関数の極大極小 青い部分の式はどこから出てきましたか。

THE 324 基本 例題 208/3次関数の極大値と極小値の和 は定数とする。 f(x)=x+ax++αx+1がx=a, 8(α<B) をとる である。 (類 上智大」 (α)+f(8)=2 ならば は2次方程式(x)=0の戦 で極値をとるから,a, > 3次関数f(x)がx-α しかし、f(x) 0の解を求め、それを/(g)+/(8) 2に代入すると計算が このようなときは、 2次方程式の解と係数の関係を利用するのがセオリー (a)/(8) はαの対称式になるから、 次の CHART に従って処理する ①α.8 の対称式 基本対称式 αr+β. α8 で表される 解答 f(x)=3x²+2ax+a f(x)はx=α,8で極値をとるから、∫ (x)=0 すなわち 3x+2ax+αa=0 よって、 ①の判別式をDとすると D>0 [2] -d-3ama (a-3)であるから 4 ① は異なる2つの実数解α. βをもつ。 したがって a<0.3 <a また、①で、解と係数の関係より at B-1213a, aB-1/23a a(a-3)>0 22 (a)+/(B)=(a²+B³)+a(a²+B³)+ala+8)+2 Mal 1(a)+1(8)=257a²-a²+2=2 (+8)-308(α+8) +allar+8) 208] + o(a+B)+2) −(− 3a)²-3¹ ½a-(−3a) + a[(-a)²-²·a] +a-(-a) +2 よって ②を満たすものは am 2a-9a²=0 b5 a(2a-9)-0 検討 3次関数のグラフの対称性を利用する まず、f(x)が うなaの値の範囲を おく(前ページの (2) と同様)。 4/(a)+1(8)=212. M (x)の値が るということ 重要 値を M25 わちふ (a<B D-C 4 した で 12 1 ① よっ a< ゆえ f(c

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