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極値

微分

学年の目安(日本): 数学II

学ぶこと

導関数の符号変化と増減表を利用して、関数の極大値や極小値を特定します。容積の最大化やコストの最小化など、実社会の最適化問題やグラフの描画で使われます。導関数の計算と2次不等式の解法が前提知識となります。

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要点

グラフの山の頂上や谷の底(極値)の候補を探すときに使う条件式です。滑らかな関数が x=ax = a で極値をとるとき、その地点の接線の傾き f′(a)f'(a) は必ず 0(水平)になります。

f′(a)=0f'(a) = 0

接線の傾きが 0(f′(a)=0f'(a) = 0)であっても、必ずしも極値になるとは限りません。極値であるかを判断するには、その前後の地点で導関数 f′(x)f'(x) の符号がプラスからマイナス、またはマイナスからプラスへと変化しているかを確認します。

決められた区間の端の点は、周囲と比較できる範囲が片側にしかないため極値とは呼びません。局所的な山や谷を表す「極値」と、区間全体で最も大きい「最大値」や最も小さい「最小値」を区別して考えます。

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