ある斜面をボールが転がるとき、$x$ 秒間に転がる距離を $y$ mとすると、$y = 2x^2$という関係が成り立つ。このとき、1秒後から1.01秒後までの間の平均の速さを求める。

解析学微分平均変化率二次関数
2025/3/30

1. 問題の内容

ある斜面をボールが転がるとき、xx 秒間に転がる距離を yy mとすると、y=2x2y = 2x^2という関係が成り立つ。このとき、1秒後から1.01秒後までの間の平均の速さを求める。

2. 解き方の手順

平均の速さは、移動距離を時間で割ることで求められる。
1秒後の位置をx1=1x_1=1、1.01秒後の位置をx2=1.01x_2=1.01とすると、それぞれの位置は
y1=2x12=2(1)2=2y_1=2x_1^2=2(1)^2=2
y2=2x22=2(1.01)2=2(1.0201)=2.0402y_2=2x_2^2=2(1.01)^2=2(1.0201)=2.0402
となる。
移動距離はy2y1=2.04022=0.0402y_2-y_1=2.0402-2=0.0402 mである。
時間はx2x1=1.011=0.01x_2-x_1=1.01-1=0.01 秒である。
したがって、平均の速さは
0.04020.01=4.02\frac{0.0402}{0.01} = 4.02 m/s

3. 最終的な答え

4. 02 m/s