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1950年(昭和25年)東京大学(新制)-数学(解析II)[4]

[4] f(x)=\dfrac{1-x}{2+x^2} とする.

(1) x が増加するとき,f(x) が増加するのは,x がどんな範圍にあるときか.

(2) x が増加するとき,f(x) が減少するのは,x がどんな範圍にあるときか.

(3) f(x) の最大値を求む.

(4) f(x) の最小値を求む.

(5) f(x) のグラフをえがけ(方眼紙省略).

2024.11.04記

[解答]
(1)(2) f'(x)=\dfrac{x^2-2x-2}{(x^2+2)^2} に従って増減表をかくと

x -\infty \cdots 1-\sqrt{3} \cdots 1+\sqrt{3} \cdots +\infty
f'(x) + 0 - 0 +
f(x) 0 \nearrow 極大 \searrow 極小 \nearrow 0

のようになる.よって x\lt 1-\sqrt{3},1+\sqrt{3}\lt xf(x) は増加,1-\sqrt{3}\lt x\lt1+\sqrt{3}f(x) は減少.

(3) x=1-\sqrt{3} で最大値 \dfrac{1+\sqrt{3}}{4} をとる.

(4) x=1+\sqrt{3} で最大値 \dfrac{1-\sqrt{3}}{4} をとる.

(5) 増減表より次図.


極大値、極小値は所謂安田の公式で x=1\pm \sqrt{3}\dfrac{-1}{2x} に代入すれば得られる.




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