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関数
解き方を教えてください
答えは省略されていました
回答
では、第2問目(あ、あなたのは小門になってますが問です!)
「解き方」を書きます。計算はやってみてください。
①グラフの略図を書きます。放物線は原点を通りますね。x軸とは 16/3で交わります。
②放物線と直線の交点の座標を求めます。→(5,10)
(1)x=aもx=a+2もx軸に垂直な縦の直線です。それらがともにDと共有点を持つのはグラフの略図と交点の座標より
a≧0かつa+2≦5であることは分かりますので、0≦a≦3…(答)
(2) (1)のとき、求める面積は定積分で求まります。その面積はaの関数になります。それをS(a)とすると
$$ S(a)=\int_a^{a+2} (-6x^2+32x-2x) dx =\int_a^{a+2} (-6x^2+30x) dx $$
これを計算してもいいけれど、そこはあたまを使います。このあとS(a)の最大値を求めるために微分するのだから、この式のまま微分します。ただし次のように書き換えると便利です。(よくやる手)
$$ S(a)=\int_a^{a+2} (-6x^2+30x) dx = \int_0^{a+2} (-6x^2+30x) dx - \int_0^{a} (-6x^2+30x) dx$$
$$ S'(a)=\dfrac{d}{da} \left( \int_0^{a+2} (-6x^2+30x) dx - \int_0^{a} (-6x^2+30x) dx \right) $$
ここで、まえにもでてきた
$$ \dfrac{d}{dx} \int_a^x f(t) dt = f(x) $$
を使います。tの代わりにaになります。またはじめの定積分はa+2までという形ですが、
$$ \dfrac{d}{dx} \int_a^{x+c} f(t) dt = f(x+c) \text{ (cは任意の定数)} $$
もOKなので(証明は必要なら言ってください)、
$ S'(a)= f(a+2)-f(a) $ を計算すればいいだけです。($f(x)=-6x^2+30x$ )
ここは頑張って計算してもらうと $ S'(a)= -24a+36 $ になり、s'(a)=0となるのはa=3/2
a,S',Sの増減表を書いてa=3/2で最大値であることを確認し、
最後はがんばってがんばって、$ S( \dfrac{3}{2} )= \int_{\frac{3}{2}}^{ \frac{7}{2}} (-6x^2+30x) dx $ を計算します。
結果はきれいに71になります。やるっきゃないね。
これでどうでしょうか?
やってみて、わかったとか、このへんがまだよくわからんとか、コメントしてください。
分かりました! 最初の積分の式を計算しました笑
それだって大丈夫なのですがね。計算が大変。