関数 $y = x^3 + 3x^2 - 24x + 8$ の極値を求める問題です。

解析学微分極値関数の増減
2025/4/24

1. 問題の内容

関数 y=x3+3x224x+8y = x^3 + 3x^2 - 24x + 8 の極値を求める問題です。

2. 解き方の手順

1. まず、与えられた関数を微分します。

y=3x2+6x24y' = 3x^2 + 6x - 24

2. $y' = 0$ となる $x$ を求めます。

3x2+6x24=03x^2 + 6x - 24 = 0
x2+2x8=0x^2 + 2x - 8 = 0
(x+4)(x2)=0(x+4)(x-2) = 0
よって、x=4,2x = -4, 2

3. $x = -4$ と $x = 2$ の前後で、$y'$ の符号が変化するかを調べます。

* x<4x < -4 のとき、例えば x=5x = -5 を代入すると、y=3(5)2+6(5)24=753024=21>0y' = 3(-5)^2 + 6(-5) - 24 = 75 - 30 - 24 = 21 > 0
* 4<x<2-4 < x < 2 のとき、例えば x=0x = 0 を代入すると、y=3(0)2+6(0)24=24<0y' = 3(0)^2 + 6(0) - 24 = -24 < 0
* x>2x > 2 のとき、例えば x=3x = 3 を代入すると、y=3(3)2+6(3)24=27+1824=21>0y' = 3(3)^2 + 6(3) - 24 = 27 + 18 - 24 = 21 > 0
したがって、x=4x = -4 で極大、x=2x = 2 で極小となります。

4. 極大値と極小値を計算します。

* x=4x = -4 のとき、y=(4)3+3(4)224(4)+8=64+48+96+8=88y = (-4)^3 + 3(-4)^2 - 24(-4) + 8 = -64 + 48 + 96 + 8 = 88
* x=2x = 2 のとき、y=(2)3+3(2)224(2)+8=8+1248+8=20y = (2)^3 + 3(2)^2 - 24(2) + 8 = 8 + 12 - 48 + 8 = -20

3. 最終的な答え

極大値:x=4x = -4 のとき y=88y = 88
極小値:x=2x = 2 のとき y=20y = -20

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