微分 $f'(x) = (3x+5)(1-x)$ および条件 $f(1) = 2$ を満たす関数 $f(x)$ を求める問題です。

解析学微分積分関数微分方程式積分定数
2025/3/20

1. 問題の内容

微分 f(x)=(3x+5)(1x)f'(x) = (3x+5)(1-x) および条件 f(1)=2f(1) = 2 を満たす関数 f(x)f(x) を求める問題です。

2. 解き方の手順

まず、f(x)f'(x) を展開します。
f(x)=(3x+5)(1x)=3x3x2+55x=3x22x+5f'(x) = (3x+5)(1-x) = 3x - 3x^2 + 5 - 5x = -3x^2 - 2x + 5
次に、f(x)f(x) を求めるために、f(x)f'(x) を積分します。
f(x)dx=(3x22x+5)dx\int f'(x) dx = \int (-3x^2 - 2x + 5) dx
f(x)=3x2dx2xdx+5dx=3x332x22+5x+Cf(x) = -3 \int x^2 dx - 2 \int x dx + 5 \int dx = -3 \cdot \frac{x^3}{3} - 2 \cdot \frac{x^2}{2} + 5x + C
f(x)=x3x2+5x+Cf(x) = -x^3 - x^2 + 5x + C
ここで、CC は積分定数です。
条件 f(1)=2f(1) = 2 を用いて、積分定数 CC を求めます。
f(1)=(1)3(1)2+5(1)+C=11+5+C=3+C=2f(1) = -(1)^3 - (1)^2 + 5(1) + C = -1 - 1 + 5 + C = 3 + C = 2
したがって、C=23=1C = 2 - 3 = -1
よって、f(x)f(x) は次のようになります。
f(x)=x3x2+5x1f(x) = -x^3 - x^2 + 5x - 1

3. 最終的な答え

f(x)=x3x2+5x1f(x) = -x^3 - x^2 + 5x - 1
(1): -x^3
(a): -x^2
(b): 5x
(c): -1

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