関数 $y = x^2 + 2x - 1$ について、$x$ が $a$ から $b$ まで変化するときの平均変化率を求める問題です。

代数学二次関数平均変化率因数分解
2025/7/12

1. 問題の内容

関数 y=x2+2x1y = x^2 + 2x - 1 について、xxaa から bb まで変化するときの平均変化率を求める問題です。

2. 解き方の手順

平均変化率は、yの変化量xの変化量\frac{yの変化量}{xの変化量} で計算できます。
まず、x=ax = a のときの yy の値を計算します。
y(a)=a2+2a1y(a) = a^2 + 2a - 1
次に、x=bx = b のときの yy の値を計算します。
y(b)=b2+2b1y(b) = b^2 + 2b - 1
yy の変化量は、y(b)y(a)y(b) - y(a) で計算できます。
y(b)y(a)=(b2+2b1)(a2+2a1)=b2a2+2b2ay(b) - y(a) = (b^2 + 2b - 1) - (a^2 + 2a - 1) = b^2 - a^2 + 2b - 2a
xx の変化量は、bab - a です。
したがって、平均変化率は、次のようになります。
y(b)y(a)ba=b2a2+2b2aba\frac{y(b) - y(a)}{b - a} = \frac{b^2 - a^2 + 2b - 2a}{b - a}
ここで、b2a2b^2 - a^2(ba)(b+a)(b - a)(b + a) と因数分解し、 2b2a2b - 2a2(ba)2(b - a) と因数分解すると、
(ba)(b+a)+2(ba)ba\frac{(b - a)(b + a) + 2(b - a)}{b - a}
(ba)(b - a) で括ると
(ba)(b+a+2)ba\frac{(b-a)(b+a+2)}{b-a}
bab \neq a より、bab - a で約分できます。
b+a+2b + a + 2

3. 最終的な答え

a+b+2a + b + 2

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