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

解析学平均変化率関数因数分解代数
2025/7/20

1. 問題の内容

xxaa から bb まで変化するとき、関数 y=x2+2x1y = x^2 + 2x - 1 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の増加量xの増加量\frac{yの増加量}{xの増加量} で求められます。
まず、x=ax=a のときの yy の値を求めます。
y(a)=a2+2a1y(a) = a^2 + 2a - 1
次に、x=bx=b のときの yy の値を求めます。
y(b)=b2+2b1y(b) = b^2 + 2b - 1
yy の増加量は、y(b)y(a)y(b) - y(a) で表されます。
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 の増加量は、bab - a です。
平均変化率は、
y(b)y(a)ba=b2a2+2b2aba\frac{y(b) - y(a)}{b - a} = \frac{b^2 - a^2 + 2b - 2a}{b - a}
分子を因数分解します。
b2a2=(ba)(b+a)b^2 - a^2 = (b - a)(b + a)
2b2a=2(ba)2b - 2a = 2(b - a)
したがって、
b2a2+2b2a=(ba)(b+a)+2(ba)=(ba)(b+a+2)b^2 - a^2 + 2b - 2a = (b - a)(b + a) + 2(b - a) = (b - a)(b + a + 2)
平均変化率は、
(ba)(b+a+2)ba\frac{(b - a)(b + a + 2)}{b - a}
bab \neq a のとき、ba0b - a \neq 0 なので、bab - a で約分できます。
(ba)(b+a+2)ba=b+a+2\frac{(b - a)(b + a + 2)}{b - a} = b + a + 2

3. 最終的な答え

a+b+2a + b + 2

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