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関数の増減と極大・極小の計算問題

3次関数の極大値・極小値を求める

この単元のポイント

公式と考え方

f′(x)f'(x) の符号から,関数の増減が分かります。増加から減少に変わる点で極大,減少から増加に変わる点で極小になります。

  • f′(x)>0f'(x)>0 の区間で増加,f′(x)<0f'(x)<0 の区間で減少します。
  • f′(x)=0f'(x)=0 となる xx を求め,その前後で f′(x)f'(x) の符号が変わるかを調べます(増減表をつくる)。
  • 極大値・極小値は,その xx を f(x)f(x) に代入して求めます。
例題と解き方

f(x)=x3−3xf(x)=x^3-3x の極大値と極小値を求めなさい。

  1. f′(x)=3x2−3=3(x−1)(x+1)f'(x)=3x^2-3=3(x-1)(x+1) で,f′(x)=0f'(x)=0 となるのは x=±1x=\pm 1 です。
  2. x<−1x<-1 で増加,−1<x<1-1<x<1 で減少,x>1x>1 で増加です。
  3. 極大値は f(−1)=2f(-1)=2,極小値は f(1)=−2f(1)=-2 です。
よくある間違い
  • f′(x)=0f'(x)=0 となる xx を,極値の値そのものとして答えてしまう。値は f(x)f(x) に代入して求めます。
  • 増加・減少の向きを間違えて,極大と極小を取り違える。

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