Yahoo!知恵袋の高校数学カテゴリにあった「最大値・最小値」問題を解いてみる。

2018年9月23日微分とその応用,数学検定準1級Yahoo!知恵袋,数学,数学検定,数検準1級

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問題

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\(y=\left( 1+\cos x\right)\sin x \left( 0 \leq x \leq 2\pi\right)\) における
最大値・最小値を求めよ。

解法

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Lukia

最大値・最小値という言葉を見たら、
微分して、できるだけ正確なグラフをとらえる必要があります。
また、以下のような図を描いて、スピーディに微分していきましょう。


$$\begin{align}y=&f(x) とする。
\\ f'(x)=&\color{blue}{-\sin x}\cdot \sin x+\left( 1+\cos \theta\right)\color{blue}{\cos x}
\\ =&-\sin^{2} x+\cos^{2} x+\cos^{2} x
\\ =&2\cos^{2} x+\cos x-1 \end{align}$$

$$\begin{align}ここで、f’\left( x\right)=0 になるときを考える。
\\ \left( \cos x+1\right)\left( 2\cos x-1\right)=&0
\\ \cos x=-1 , \cos x=\frac{1}{2}
\\ 範囲より、x=\pi , \frac{ \pi }{ 3 } , {\frac{ 5 }{ 3 }}\pi \end{align}$$
これをもとに、増減表を書いてみる。

$$x$$$$0$$$$\frac{ \pi }{ 3 }$$$$\pi$$$${\frac{ 5 }{ 3 }}\pi$$$$2\pi$$
$$f’\left( x\right)$$/$$0$$$$0$$$$0$$/
$$f\left( x\right)$$$$0$$$$\frac{3\sqrt{3}}{4}$$$$0$$$$-\frac{3\sqrt{3}}{4}$$$$0$$

$$\begin{align}ゆえに、&
\\ 最大値:&  \frac{3\sqrt{3}}{4}
\\ 最小値:&  -\frac{3\sqrt{3}}{4}\end{align}$$

こたえ

$$\begin{align} 最大値:  &\frac{3\sqrt{3}}{4}
\\ 最小値:  -&\frac{3\sqrt{3}}{4}\end{align}$$

プロフィール

Author Profile
Lukia_74

元・再受験生、元塾講師、元高校非常勤講師。広島育ち。
中・高国語の教員免許を取得するも、塾講師時代は英語や数学ばかり教えていた。
思うところあって大学再受験を決意。理転し、数学Ⅲ、化学、生物を独習する。国立大学へ合格するも、2018年3月に再受験生生活にピリオドを打つ。
モットーは「自分の予定はキャンセルできても、生徒の予定はキャンセルできない」と「主婦(夫)こそ理系たれ」。
広島のお好み焼きとグレープフルーツが大好き。どっちかというと左党。楽しみはひとりカラオケ。
高校で教鞭を取った経験から、現在は「現代文」と「小論文」の指導力アップを目指し、自己研鑽中。最近は趣味として高校数学を解く。

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