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

解析学平均変化率二次関数微分
2025/4/6

1. 問題の内容

関数 y=2x2y = -2x^2 において、xx の値が aa から a+ha+h 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の変化量xの変化量\frac{\text{yの変化量}}{\text{xの変化量}} で計算できます。
まず、x=ax=a のときの yy の値を計算します。
y1=2a2y_1 = -2a^2
次に、x=a+hx=a+h のときの yy の値を計算します。
y2=2(a+h)2=2(a2+2ah+h2)=2a24ah2h2y_2 = -2(a+h)^2 = -2(a^2 + 2ah + h^2) = -2a^2 - 4ah - 2h^2
yy の変化量 y2y1y_2 - y_1 を計算します。
y2y1=(2a24ah2h2)(2a2)=4ah2h2y_2 - y_1 = (-2a^2 - 4ah - 2h^2) - (-2a^2) = -4ah - 2h^2
xx の変化量 a+haa+h - a を計算します。
a+ha=ha+h - a = h
平均変化率は、y2y1a+ha=4ah2h2h\frac{y_2 - y_1}{a+h - a} = \frac{-4ah - 2h^2}{h} となります。
ここで、分母・分子を hh で割ります。(ただし、h0h \neq 0
4ah2h2h=4a2h\frac{-4ah - 2h^2}{h} = -4a - 2h

3. 最終的な答え

4a2h-4a - 2h

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