2021/10/15 問題がもりだくさんで、何を求めるのか、わからなくなりそうです。
2022/10/09 問題部の欠落を補充しました.文章の一部を修正しました.
[1](標準)[2](やや易)[3](ⅰ)(標準)(ⅱ)(やや易)(ⅲ)(標準)
2023/08/25 グラフと増減表を付記しました.文章を補足しました.
[1] f '(t)=1なら,原始関数は t+定数 で,当たり前のような気がしますが、
「平均値の定理を用いて」という条件がついています。
導関数がすべてのtで与えられているので,微分可能、連続であるとすると,
平均値の定理から,
t<0の場合は t<s<0とすればよい。
高校のカリキュラムは、数Ⅱで導関数,不定積分、原始関数がでて
きて,数Ⅲで平均値の定理なので、
不定積分すればいいのでは?
という感覚になりますが、
通常の微積のテキストは、微分可能、導関数の定義から,定理として
平均値の定理がでてきて,別節で,連続関数の定積分の定義、不定積分,
導関数と不定積分の関係,原始関数の定義と進むので,積分を経由せずに
示すこともできることになっています。
[2] これは t について2次式で,g(0)=0,g'(0)=k,g''(t)=-aの条件を
みたすように決めればよいでしょう。
[3] C’は,x=t,y=g(t)より,2次関数
になります。(x≧0)
(ⅰ)
CとC’の交点の x 座標が満たす2次方程式の判別式が0になることと,交点の x 座標≧0から,
kの範囲が決まりますが,文字 a を含んでいるので注意が必要です。
a≠2のとき,判別式0より,
このとき,接点のx座標は正だから,2 次方程式の重解を求めると,
a=2のときは,CとC’の交点は1つですが,接することはないので
不適になります。
(ⅱ) y=g(t)=0より,
(ⅲ) 微分して増減を調べます。
したがって,
1<k<3 で h(k) は増加
k=3で h(k) は極大(かつ最大)値 2
3<kで h(k) は減少(0に漸近)
*)答案では,時間の許す限り,増減表は書きましょう.