関数 $f(x) = x + \cos x$ ($0 \le x \le 2\pi$)について、増減表からグラフの概形を選ぶ問題です。増減表には、$f'(x)$ と $f''(x)$ の符号が記載されています。

解析学関数のグラフ微分増減凹凸三角関数
2025/6/27

1. 問題の内容

関数 f(x)=x+cosxf(x) = x + \cos x0x2π0 \le x \le 2\pi)について、増減表からグラフの概形を選ぶ問題です。増減表には、f(x)f'(x)f(x)f''(x) の符号が記載されています。

2. 解き方の手順

まず、与えられた増減表を分析します。
* f(x)f'(x) が正、0、正、0、正と変化していることから、f(x)f(x) は増加、停留、増加、停留、増加と変化します。
* f(x)f''(x) が正、0、負、0、正と変化していることから、グラフは下に凸、変曲点、上に凸、変曲点、下に凸と変化します。
* f(0)=1f(0) = 1f(2π)=2π+1f(2\pi) = 2\pi + 1 です。
これらの情報から、f(x)f(x) のグラフの概形を推測します。
* x=0x=0f(0)=1f(0)=1 であることから、y切片が 1 である必要があります。
* グラフは全体的に増加傾向にあります。
* 下に凸、上に凸、下に凸という形状の変化が見られます。
* x=2πx=2\pif(2π)=2π+17.28f(2\pi)=2\pi + 1 \approx 7.28 である必要があります。
選択肢のグラフと照らし合わせると、これらの条件を満たすのはグラフ(d)です。

3. 最終的な答え

(d)

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