与えられた関数 $f(x)$ が実数全体で定義された連続関数となるように、定数 $a$ の値を求める問題です。 $f(x) = \begin{cases} x & (x \geq 0) \\ -2x+a & (x < 0) \end{cases}$

解析学連続性関数の極限区分関数
2025/7/26

1. 問題の内容

与えられた関数 f(x)f(x) が実数全体で定義された連続関数となるように、定数 aa の値を求める問題です。
f(x)={x(x0)2x+a(x<0)f(x) = \begin{cases} x & (x \geq 0) \\ -2x+a & (x < 0) \end{cases}

2. 解き方の手順

関数 f(x)f(x) が連続であるためには、x=0x=0 で連続であることが必要です。つまり、
limx0+f(x)=limx0f(x)=f(0)\lim_{x \to 0^+} f(x) = \lim_{x \to 0^-} f(x) = f(0)
が成り立つ必要があります。
まず、x0+x \to 0^+ のとき、f(x)=xf(x) = x なので、
limx0+f(x)=limx0+x=0\lim_{x \to 0^+} f(x) = \lim_{x \to 0^+} x = 0
次に、x0x \to 0^- のとき、f(x)=2x+af(x) = -2x+a なので、
limx0f(x)=limx0(2x+a)=2(0)+a=a\lim_{x \to 0^-} f(x) = \lim_{x \to 0^-} (-2x+a) = -2(0) + a = a
また、f(0)=0f(0) = 0 です。
したがって、連続であるためには、
0=a0 = a
である必要があります。

3. 最終的な答え

a=0a = 0

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