微分法と積分法の問題
を実数の定数とし、関数 を考える。 が次の 2 つの条件を満たすとき、 の値の組 を求めよ。
この問題で使うもの
- 微分係数と導関数の定義(説明と入口の問題)
- 多項式の微分(説明と入口の問題)
この問題を解けるようになるまで(13 技能)
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ヒント
行き詰まったら、上から順に 1 つずつ開いてください。
ヒント 1
条件 の極限は、微分係数の定義 を使って で表せる形に変形してみよう。
ヒント 2
分子に を入れて と分けると、極限は になる。
ヒント 3
である。条件 から となり が求まる。あとは から を求めよう。
答えと解説
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解説を読む
まず条件 の極限を微分係数 で表す。分子から を引いて足すと
となる。 のとき であるから、微分係数の定義より
よって条件 は 、すなわち である。
次に導関数を求めると
条件 について
であるから より 、よって 。
条件 について
であるから 、よって 。
以上より である。
(確認) で、、、 となり、条件を満たす。
別解
。条件(1): と変形でき、 で となる。よって 、。 より 。条件(2):、。等しいとして より 、。したがって 。検算:。 なので で成立。、 で成立。よって 。