曲線 $y = x^3 - 2x + 1$ の接線で、点 $(2, -3)$ を通るものをすべて求める問題です。

解析学接線微分曲線方程式
2025/7/27

1. 問題の内容

曲線 y=x32x+1y = x^3 - 2x + 1 の接線で、点 (2,3)(2, -3) を通るものをすべて求める問題です。

2. 解き方の手順

まず、曲線 y=x32x+1y = x^3 - 2x + 1 上の点 (t,t32t+1)(t, t^3 - 2t + 1) における接線を求めます。
y=3x22y' = 3x^2 - 2 なので、点 (t,t32t+1)(t, t^3 - 2t + 1) における接線の傾きは 3t223t^2 - 2 です。
したがって、接線の方程式は次のようになります。
y(t32t+1)=(3t22)(xt)y - (t^3 - 2t + 1) = (3t^2 - 2)(x - t)
この接線が点 (2,3)(2, -3) を通るので、上の式に x=2,y=3x = 2, y = -3 を代入します。
3(t32t+1)=(3t22)(2t)-3 - (t^3 - 2t + 1) = (3t^2 - 2)(2 - t)
3t3+2t1=6t23t34+2t-3 - t^3 + 2t - 1 = 6t^2 - 3t^3 - 4 + 2t
t3+2t4=3t3+6t2+2t4-t^3 + 2t - 4 = -3t^3 + 6t^2 + 2t - 4
2t36t2=02t^3 - 6t^2 = 0
2t2(t3)=02t^2(t - 3) = 0
したがって、t=0,3t = 0, 3 となります。
t=0t = 0 のとき、接点は (0,1)(0, 1) で、接線の傾きは 2-2 なので、接線の方程式は y1=2(x0)y - 1 = -2(x - 0) となり、y=2x+1y = -2x + 1 です。
t=3t = 3 のとき、接点は (3,22)(3, 22) で、接線の傾きは 3(32)2=272=253(3^2) - 2 = 27 - 2 = 25 なので、接線の方程式は y22=25(x3)y - 22 = 25(x - 3) となり、y=25x53y = 25x - 53 です。

3. 最終的な答え

求める接線の方程式は、
y=2x+1y = -2x + 1
y=25x53y = 25x - 53
です。

「解析学」の関連問題

与えられた9つの極限値を求める問題です。それぞれの極限は以下の通りです。 (1) $\lim_{x \to 0} \frac{(1+x)^5 - 1}{x}$ (2) $\lim_{x \to \in...

極限ロピタルの定理微分係数テイラー展開
2025/7/27

次の広義積分の収束、発散を調べよ。 (1) $\int_{0}^{1} \log x dx$ (2) $\int_{0}^{\pi/2} \frac{dx}{\sin x}$ (3) $\int_{0...

広義積分収束発散積分
2025/7/27

関数 $f(x,y)$ が与えられています。$xy \ne 0$ のとき $f(x,y) = \frac{\sin xy}{xy}$ であり、$xy = 0$ のとき $f(x,y) = 1$ です。...

多変数関数連続性極限
2025/7/27

与えられた問題は、ガウス積分と呼ばれる積分の計算です。具体的には、次の定積分の値を求めます。 $\int_{0}^{\infty} e^{-x^2} dx$

積分定積分ガウス積分極座標変換
2025/7/27

与えられた2つの二変数関数の極限値を求める問題です。 (1) $\lim_{(x,y) \to (0,0)} \frac{x^2 - y^2}{x^2 + y^2}$ (2) $\lim_{(x,y)...

多変数関数極限極座標変換
2025/7/27

与えられた関数 $f(x, y)$ が調和関数であるかどうかを調べます。すなわち、$\frac{\partial^2 f}{\partial x^2} + \frac{\partial^2 f}{\p...

偏微分調和関数ラプラシアン
2025/7/27

次の関数を偏微分する問題です。 (1) $z = \sin(x^2 + y^2)$ (3) $z = e^{xy} \tan^{-1} y$

偏微分多変数関数合成関数の微分積の微分
2025/7/27

次の関数の微分を求めます。 (1) $y = \log_a x \quad (a > 0)$ (2) $y = \sin(\frac{1}{x})$ (3) $y = (\arcsin x)(\arc...

微分関数の微分
2025/7/27

与えられた6つの関数を微分する問題です。 (1) $y = \frac{1}{x^2}$ (2) $y = -\frac{1}{x^3}$ (3) $y = x^{\frac{3}{5}}$ (4) ...

微分関数冪関数
2025/7/27

次の広義積分の収束、発散を調べよ。 (1) $\int_{0}^{1} \log x \, dx$ (2) $\int_{0}^{\frac{\pi}{2}} \frac{dx}{\sin x}$

広義積分積分収束発散部分積分極限
2025/7/27