高校数学 公式・解法ノート
必須

閉区間での最大・最小(端と極値を比べる)

着眼点候補は「区間の両端」と「区間内の極値」だけ。全部の値を出して比べる。

例題
1
f(x)=x^3-3x^2-9x+2\ (-2\le x\le4) の最大値・最小値を求めよ。
解答
極値:f(-1)=7(極大)、f(3)=-25(極小)。
端:f(-2)=-8-12+18+2=0、f(4)=64-48-36+2=-18。
答 最大値 7(x=-1)、最小値 -25(x=3)
2
a>0 とする。f(x)=x^3-3x\ (0\le x\le a) の最大値を求めよ。
解答
f'(x)=3(x+1)(x-1)。x\ge0 では x=1 で極小 -2、その後増加。
f(x)=f(0)=0 となるのは x^3-3x=0 より x=\sqrt3。
0<a<\sqrt3 のとき:f(a)<0 なので最大値 0(x=0)
a=\sqrt3 のとき:最大値 0(x=0,\sqrt3)
a>\sqrt3 のとき:最大値 a^3-3a(x=a)
ポイント区間に文字があるときは「最大値を与える候補と同じ高さになる x」を先に求めると、場合分けの境目が見える。

「微分法(数Ⅱ)」の項目

  1. 導関数の公式と計算必須
  2. 微分係数の定義と極限の変形差がつく
  3. 接線・法線の方程式必須
  4. 曲線外の点から引く接線(接点を t とおく)必須
  5. 共通接線差がつく
  6. 増減表の書き方と極値必須
  7. 極値をもつ条件・極値から係数を決める必須
  8. 3次関数のグラフをかく必須
  9. 極大値と極小値の差(3次関数の性質)差がつく
  10. 閉区間での最大・最小(端と極値を比べる)必須
  11. 図形・文章題の最大・最小差がつく
  12. 置き換えて3次関数にする(三角関数・指数など)差がつく
  13. 実数解の個数(定数を分離してグラフと直線の交点)必須
  14. 文字が分離できないとき:極大値と極小値の符号差がつく
  15. 不等式の証明(差をとって最小値 ≧0)必須
  16. 接線が3本引ける点の領域を図示する不要

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