関数 $f(x) = x^3 - 12x - 3$ の極大値と極小値、およびそれらを与える $x$ の値を求める問題です。

解析学極値微分導関数極大値極小値三次関数
2025/5/5

1. 問題の内容

関数 f(x)=x312x3f(x) = x^3 - 12x - 3 の極大値と極小値、およびそれらを与える 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) を計算します。
f(x)=3x212f'(x) = 3x^2 - 12
* 次に、f(x)=0f'(x) = 0 となる xx を求めます。これは極値の候補となる点です。
3x212=03x^2 - 12 = 0
3x2=123x^2 = 12
x2=4x^2 = 4
x=±2x = \pm 2
* x=2x = 2x=2x = -2 のそれぞれについて、f(x)f(x) の値を計算します。
f(2)=2312(2)3=8243=19f(2) = 2^3 - 12(2) - 3 = 8 - 24 - 3 = -19
f(2)=(2)312(2)3=8+243=13f(-2) = (-2)^3 - 12(-2) - 3 = -8 + 24 - 3 = 13
* f(x)f''(x) を計算し、x=±2x = \pm 2 における符号を調べ、極大値と極小値を判断します。
f(x)=6xf''(x) = 6x
f(2)=6(2)=12<0f''(-2) = 6(-2) = -12 < 0 より、x=2x = -2 で極大値をとります。
f(2)=6(2)=12>0f''(2) = 6(2) = 12 > 0 より、x=2x = 2 で極小値をとります。

3. 最終的な答え

極大値: 13 (x = -2)
極小値: -19 (x = 2)

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