$S(a)$ の式が与えられており、$0 \le a \le 1$ の範囲で、$S(a) = 0$ となるとき、$S(a)$ の最小値を求めるために、$a$ の値をどのように求めれば良いかという問題です。

解析学関数の最小値微分導関数極値区間の端点
2025/7/19

1. 問題の内容

S(a)S(a) の式が与えられており、0a10 \le a \le 1 の範囲で、S(a)=0S(a) = 0 となるとき、S(a)S(a) の最小値を求めるために、aa の値をどのように求めれば良いかという問題です。

2. 解き方の手順

まず、S(a)S'(a) を求めます。画像から、S(a)S'(a) は次のように与えられています。
S(a)=14(3a2)(a2)S'(a) = -\frac{1}{4}(3a-2)(a-2)
次に、S(a)=0S'(a) = 0 となる aa の値を求めます。
S(a)=0S'(a) = 0 となるのは、3a2=03a-2 = 0 または a2=0a-2 = 0 のときです。
よって、a=23a = \frac{2}{3} または a=2a = 2 です。
0a10 \le a \le 1 の範囲で考えるので、a=23a = \frac{2}{3} が該当します。
a=2a = 2 は範囲外なので考慮しません。
S(a)S(a) の最小値を求めるためには、S(0)S(0), S(1)S(1) および S(23)S(\frac{2}{3}) を計算し、それらの値を比較する必要があります。
これらの値を比較して、最小の値を持つ aa が、 S(a)S(a) を最小にする aa の値となります。
ただし、S(a)S(a) の具体的な式が与えられていないので、ここから先の計算はできません。画像には、S(a)S'(a) の式しかありません。

3. 最終的な答え

0a10 \le a \le 1 の範囲で S(a)S(a) を最小にする aa を求めるには、S(0),S(1),S(23)S(0), S(1), S(\frac{2}{3}) の値を計算し、比較する必要があります。
a=23a=\frac{2}{3}は極小値を与える可能性のある値です。
a=0a=0a=1a=1は区間の端点です。
S(0),S(1),S(23)S(0), S(1), S(\frac{2}{3}) の中で最も小さいものが最小値となります。

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