$f'(x) = 6x^2 + ax$, $f(0) = 2$, $f(1) = 0$ を満たす関数 $f(x)$ と定数 $a$ を求める問題です。$f(x)$ の式は $f(x) = \text{(1)}x^3 + \text{(2)}x^2 + \text{(3)}$ という形で表され、$a$ の値は $a = \text{(4)}$ で与えられます。

解析学積分微分関数積分定数
2025/3/20

1. 問題の内容

f(x)=6x2+axf'(x) = 6x^2 + ax, f(0)=2f(0) = 2, f(1)=0f(1) = 0 を満たす関数 f(x)f(x) と定数 aa を求める問題です。f(x)f(x) の式は f(x)=(1)x3+(2)x2+(3)f(x) = \text{(1)}x^3 + \text{(2)}x^2 + \text{(3)} という形で表され、aa の値は a=(4)a = \text{(4)} で与えられます。

2. 解き方の手順

まず、f(x)f'(x) を積分して f(x)f(x) を求めます。
f(x)=f(x)dx=(6x2+ax)dx=2x3+a2x2+Cf(x) = \int f'(x) dx = \int (6x^2 + ax) dx = 2x^3 + \frac{a}{2}x^2 + CCC は積分定数)
次に、f(0)=2f(0) = 2 の条件から積分定数 CC を求めます。
f(0)=2(0)3+a2(0)2+C=C=2f(0) = 2(0)^3 + \frac{a}{2}(0)^2 + C = C = 2
したがって、f(x)=2x3+a2x2+2f(x) = 2x^3 + \frac{a}{2}x^2 + 2
最後に、f(1)=0f(1) = 0 の条件から aa を求めます。
f(1)=2(1)3+a2(1)2+2=2+a2+2=0f(1) = 2(1)^3 + \frac{a}{2}(1)^2 + 2 = 2 + \frac{a}{2} + 2 = 0
a2=4\frac{a}{2} = -4
a=8a = -8
したがって、f(x)=2x34x2+2f(x) = 2x^3 - 4x^2 + 2

3. 最終的な答え

(1) 2
(2) -4
(3) 2
(4) -8