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

代数学関数平均変化率二次関数因数分解
2025/7/31

1. 問題の内容

関数 y=x2+2x1y = x^2 + 2x - 1 において、xxaa から bb まで変化するとき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) なので、
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、b2a2+2b2aba\frac{b^2 - a^2 + 2b - 2a}{b - a} となります。
分子を因数分解すると、b2a2=(ba)(b+a)b^2 - a^2 = (b - a)(b + a)2b2a=2(ba)2b - 2a = 2(b - a) なので、
(ba)(b+a)+2(ba)ba\frac{(b - a)(b + a) + 2(b - a)}{b - a}
(ba)(b - a) で括ると、(ba)(b+a+2)ba\frac{(b - a)(b + a + 2)}{b - a}
bab \neq a なので、bab - a で約分できます。
よって、平均変化率は b+a+2b + a + 2 となります。

3. 最終的な答え

a+b+2a + b + 2

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