超速習 微分積分 計算編
第一回 高等学校数学における微分の基礎
基礎解析の目的: 関数解析=多項式関数のグラフ描画ができるようになる
関数とは(初等関数)
- 多項式関数 ... の総和
()
で表現する有限の項で構成される関数
- 一次関数 ...
- 二次関数 ...
- 三次関数 ...
- 無限次の関数 ... 無限次なのかは後の回で
- 有理関数(=分数関数) ... など。一般的には()
- 指数関数 ...
- 対数関数 ... (ならとも)
- 三角関数 ...
直角三角形の底辺をx、高さをy、対角をrとすると、
三平方の定理から
したがって、三角関数の定義から
関数の解析手法: 微分法
- 導関数の表記
- 導関数の定義
- 多項式の微分
の時、
したがって、
の時、
したがって、
の時、
したがって、
よって(左辺)
コメント1: 多項式の微分公式の一般化
- に注目すると、
- の時、
これは、
の場合に等しい
- の時、
。これも同様。
- これにより、全ての自然数と0に対して
が成り立つ
- したがって,多項式の微分ではだけ覚えておけばよい
補遺1: パスカルの三角形
詳しくはGoogle先生に聞いてもらうとして、
を展開した第k項
の係数
は、
である。
演習: 微分法
Q1.を証明せよ
Q2.初等関数のうち多項式関数のグラフを描画せよ: 増減表
- のグラフ
- のグラフ
- のグラフ
Q2.3.の解説: 増減表
微分方程式は,未知の関数を求める式.ただし,式が求められたからといって,どのような軌跡を描くかは,一見してわからない.そこで,この関数を描くために微分を使用する.
Q2.3.において,y=0の解はα,β(二重根)である.そのため,増減表は
となる
ここで,*1)極大値,*2)変曲点,*3)極小値となる.
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