関数 $f(x) = 12x - x^3$ の極大値と極小値、およびそれぞれの極値を取る $x$ の値を求める問題です。

解析学微分極値導関数極大値極小値関数の増減
2025/3/18

1. 問題の内容

関数 f(x)=12xx3f(x) = 12x - x^3 の極大値と極小値、およびそれぞれの極値を取る xx の値を求める問題です。

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)=12xx3f(x) = 12x - x^3 より、
f(x)=123x2f'(x) = 12 - 3x^2
次に、f(x)=0f'(x) = 0 となる xx の値を求めます。
123x2=012 - 3x^2 = 0
3x2=123x^2 = 12
x2=4x^2 = 4
x=±2x = \pm 2
次に、f(x)f''(x)を求めます。
f(x)=123x2f'(x) = 12 - 3x^2 より、
f(x)=6xf''(x) = -6x
x=2x = 2 のとき、f(2)=6(2)=12<0f''(2) = -6(2) = -12 < 0 なので、x=2x = 2 で極大値を取ります。
x=2x = -2 のとき、f(2)=6(2)=12>0f''(-2) = -6(-2) = 12 > 0 なので、x=2x = -2 で極小値を取ります。
x=2x = 2 のときの極大値は、f(2)=12(2)(2)3=248=16f(2) = 12(2) - (2)^3 = 24 - 8 = 16
x=2x = -2 のときの極小値は、f(2)=12(2)(2)3=24(8)=24+8=16f(-2) = 12(-2) - (-2)^3 = -24 - (-8) = -24 + 8 = -16
したがって、極大値は16 (x=2x=2 のとき)、極小値は-16 (x=2x=-2 のとき)です。

3. 最終的な答え

極大値: 16 (x=2x = 2)
極小値: -16 (x=2x = -2)
回答欄の形式に合わせて答えます。
(1) 16
(2) 2
(3) -16
(4) -2