自治医科大学/2023年度/一次

24自治医科大学 2023年 数学 第24問解答・解説

微分・積分の考え

1問題

自治医科大学2023年度第24問
次の文章を読み、以下の問い(問題 22\boxed{22}〜25\boxed{25})に対する選択肢から最も適当なものを一つだけ選べ。

関数 f(x)=x3−9x2+kx+5f(x)=x^{3}-9x^{2}+kx+5(kk は実数)は、x=αx=\alpha のとき極大値をとり、x=βx=\beta のとき極小値をとるものとする(α<β\alpha<\beta、α\alpha、β\beta は実数)。

II 極大値と極小値の差の絶対値が 4 となるときの kk の値を pp とする。p8=23\dfrac{p}{8}=\boxed{23} となる。

III k=pk=p のときの関数 f(x)f(x) の極大値を qq とする。q5=24\dfrac{q}{5}=\boxed{24} となる。

㋐ 00 ㋕ 11 ㋚ 22 ㋟ 33 ㋤ 44
㋩ 55 ㋮ 66 ㋳ 77 ㋶ 88 ㋻ 99

まずは自分で解いてみましょう。解けたら「答え」、詰まったら「解答」で確かめられます。

タイマー

15:00

2答え

答えを見る自分の答えと照らし合わせる
  • 答え
    55(㋩)

3解答

解答を見る途中式つきの解答

考え方

まず pp を求める(極大値と極小値の差 (β−α)32=4\dfrac{(\beta-\alpha)^{3}}{2}=4 から k=24k=24)。そのうえで f′(x)=0f'(x)=0 を解いて極大値を計算する。

解答

f′(x)=3(x−α)(x−β)f'(x)=3(x-\alpha)(x-\beta) より、極大値と極小値の差は f(α)−f(β)=(β−α)32f(\alpha)-f(\beta)=\dfrac{(\beta-\alpha)^{3}}{2}。これが 4 なので β−α=2\beta-\alpha=2 で、(β−α)2=36−4k3=4(\beta-\alpha)^{2}=36-\dfrac{4k}{3}=4 から p=24p=24。

k=24k=24 のとき f′(x)=3x2−18x+24=3(x−2)(x−4)f'(x)=3x^{2}-18x+24=3(x-2)(x-4) で、x=2x=2 で極大となる。
q=f(2)=8−36+48+5=25. q=f(2)=8-36+48+5=25.
q5=5\dfrac{q}{5}=5。答えは 55(㋩)。

読み終えたら解答を閉じて、もう一度自分の手で解いてみましょう。

この問題で使う考え方

  • 極値

答えと解答は AI で作成したものです。誤りに気づいたらお問い合わせから教えてください。

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次にやること

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