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数学解説ブログ(つくば市の「数学・算数・物理に強い」プロ家庭教師 長通幸大・発信)

中学高校の定期試験問題・大学入試問題・Twitterの数学特化系アカウントで出題された問題・閲覧した方からのご質問まで、幅広く取り扱う方針ですので、
日々の学習や数学的発想・思考力の向上にお役立ていただければ幸いな限りです。

履修学年:高校1年

Twitterのフォロワー様から、ご質問が届きましたので、ご紹介いたします。

本題を解くにあたり、「絶対値記号の扱い方」「絶対値記号を伴う方程式」
及び「定義域が文字で表された二次関数の最大・最小」をご確認ください!

さて、本題の要点ですね。

定義域が0≦x≦1と定数になっているので、一見やりやすそうですが、
頂点(軸)が文字式、しかも分数で表さざるを得ないので、これだけで皆さん、うんざりしてしまいますね。

おまけに絶対値記号のせいで、途中でグラフの形が大きく変わってしまう(上下反転)ので、尚更複雑になってしまいます!

定義域の範囲がx=a(上下反転の境目)をまたがない間は、教科書通りで十分通用しますが…。






大きなポイントは、動かない値と動く値の大小関係について、
考えられる可能性をすべてリストアップしてみることです。

そして、本題の罠。
「定義域に頂点を含む」=「頂点が最大値」という錯覚です!!

a≦1のとき、「頂点」と「定義域の右端」の大小関係によ~く注意してくださいね。

本題で「頂点のy座標と右端が等しくなる場合」を求める方法を採り入れたのは、
二次不等式に関する予備知識が無いという前提の下ですので、
もし、二次不等式の解法を知っている場合、それを使ってしまっても構いませんよ。

以上、高校生のフォロワー様からのご質問でした。
履修学年:高校3年(理系課程のみ)

「合成関数」及び「導関数の定義の利用」の続きです。

合成関数がどのような関数であるかは、前回の記事でご紹介致しました。
本題では、その合成関数を展開することなく、シンプルに微分してしまおうということです!!

そんなことできるのでしょうか…?
できるのです!!
しかも、公式も導関数の定義に基づいて、しっかり証明できるのです!!






本題では積の導関数及び商の導関数との融合問題も併せてご紹介致しましたが、
各種導関数公式を思い出せないようでしたら、「微分公式の証明(xのn次単項式)」「積の導関数」「商の導関数」などでご確認下さい。

こんな複雑な式も、展開せずに微分できるなんて、導関数の定義様々ですね。

しかも、これだけではないのです!!
無理関数・逆関数につきましても、追って解説をアップロード致しますが、
これらのような特殊な関数も、ちゃんと微分できるのです!!

解説のアップロード、お楽しみにどうぞ。
履修学年:高校3年(理系課程のみ)

高校理系過程の数学(数学Ⅲ)では、4種類の特殊関数を履修致します。

「商の導関数」では、分母が変数xを含む式になっている関数についてご紹介致しましたが、
このような関数を「分数関数」とも言うのです!!

そして、根号(√)の中が変数xを含む式になっている関数を「無理関数」と言います!!

更に、yがxの関数である場合について、その関数式のxとyを入れ替えて作った関数を「逆関数」と言います!!

これらにつきましては、追って解説をアップロード致しますが、本題ではそれに先立ちまして「合成関数」というものをご紹介致します!!




「代入する」という処理が理解できていれば、あとは記号の解釈の問題ですね。
関数f(x)の変数xをg(x)に置き換えたf(g(x))と、関数g(x)の変数xをf(x)に置き換えたg(f(x))は、一般的には一致しないことも、ご理解いただけたと思います。

もちろん、計算できる部分はして、排除できる連分数は排除して(リクエストがございましたら、追って解説をアップロード致します。)、なるべく簡単な形で答えを表すようにしましょう!!

本題では変数xを別の関数に置き換えて計算まで致しましたが、
合成関数の導関数を求める際は、そのような事をしなくても、先に微分ができてしまい、
思いがけない簡略化が実現する可能性もあるのです!!

その具体的な方法は、追って解説をアップロード致します。