関数 $y = f(x) = \frac{1}{x^2+1}$ の極値を求める問題です。極値が存在しない場合は「なし」と答え、極値が存在する場合はその値と、それが極大値か極小値かを答えます。

解析学極値微分導関数極大値
2025/4/15

1. 問題の内容

関数 y=f(x)=1x2+1y = f(x) = \frac{1}{x^2+1} の極値を求める問題です。極値が存在しない場合は「なし」と答え、極値が存在する場合はその値と、それが極大値か極小値かを答えます。

2. 解き方の手順

まず、与えられた関数を微分して、導関数を求めます。
f(x)=ddx(1x2+1)=2x(x2+1)2f'(x) = \frac{d}{dx} (\frac{1}{x^2+1}) = -\frac{2x}{(x^2+1)^2}
次に、導関数が0になる点を求めます。
f(x)=0f'(x) = 0 より、
2x(x2+1)2=0-\frac{2x}{(x^2+1)^2} = 0
2x=02x = 0
x=0x = 0
x=0x=0 の前後で f(x)f'(x) の符号が変化するか調べます。
x<0x < 0 のとき、f(x)>0f'(x) > 0
x>0x > 0 のとき、f(x)<0f'(x) < 0
したがって、x=0x=0 で極大値をとります。
x=0x=0 のときの yy の値を計算します。
f(0)=102+1=1f(0) = \frac{1}{0^2+1} = 1

3. 最終的な答え

x=0x=0 で極大値1をとる。

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