与えられた関数 $f(x) = -3x^4 + 4x^3 + 12x^2 - 2$ について、増減表の空欄を埋める問題です。増減表には、$x$ の値と対応する $f(x)$ の値、$f'(x)$ の符号に関する情報が一部与えられています。

解析学微分増減表極値関数のグラフ
2025/4/5
はい、承知いたしました。

1. 問題の内容

与えられた関数 f(x)=3x4+4x3+12x22f(x) = -3x^4 + 4x^3 + 12x^2 - 2 について、増減表の空欄を埋める問題です。増減表には、xx の値と対応する f(x)f(x) の値、f(x)f'(x) の符号に関する情報が一部与えられています。

2. 解き方の手順

まず、関数 f(x)f(x) の導関数 f(x)f'(x) を求めます。
f(x)=3x4+4x3+12x22f(x) = -3x^4 + 4x^3 + 12x^2 - 2
f(x)=12x3+12x2+24xf'(x) = -12x^3 + 12x^2 + 24x
次に、f(x)=0f'(x) = 0 となる xx の値を求めます。
f(x)=12x(x2x2)=12x(x2)(x+1)f'(x) = -12x(x^2 - x - 2) = -12x(x - 2)(x + 1)
したがって、f(x)=0f'(x) = 0 となるのは x=1,0,2x = -1, 0, 2 のときです。
増減表のf(x)f'(x)の行を埋めます。x<1x<-1の時、f(x)f'(x)は正、1<x<0 -1<x<0の時、f(x)f'(x)は負、0<x<20<x<2の時、f(x)f'(x)は正、x>2x>2の時、f(x)f'(x)は負になります。
増減表のf(x)f(x)の行を埋めます。f(x)f(x)は、x<1x<-1で増加、1<x<0 -1<x<0で減少、0<x<20<x<2で増加、x>2x>2で減少します。
x=1x=-1のとき、f(1)=3(1)4+4(1)3+12(1)22=34+122=3f(-1) = -3(-1)^4 + 4(-1)^3 + 12(-1)^2 - 2 = -3 - 4 + 12 - 2 = 3
x=3x=3のとき、f(3)=3(3)4+4(3)3+12(3)22=3(81)+4(27)+12(9)2=243+108+1082=29f(3) = -3(3)^4 + 4(3)^3 + 12(3)^2 - 2 = -3(81) + 4(27) + 12(9) - 2 = -243 + 108 + 108 - 2 = -29
増減表に値を書き込むと:
| x | ... | -1 | ... | 0 | ... | 2 | ... | 3 | ... |
| :----- | :--- | :--- | :--- | :-- | :--- | :-- | :--- | :-- | :-- |
| f'(x) | + | 0 | - | 0 | + | 0 | - | | |
| f(x) | ↑ | 3 | ↓ | -2 | ↑ | 14 | ↓ | -29 | |
したがって、空欄に当てはまる数字は以下の通りです。
* -1 のときの f(x)f(x) の値は 3。
* 3 のときの f(x)f(x) の値は -29。

3. 最終的な答え

-1 のときの f(x)f(x) の値: 3
3 のときの f(x)f(x) の値: -29

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