関数 $f(t) = \int_0^t (x^2 - 5x + 6) dx$ の極小値を求める。

解析学積分導関数極値関数の増減
2025/5/9

1. 問題の内容

関数 f(t)=0t(x25x+6)dxf(t) = \int_0^t (x^2 - 5x + 6) dx の極小値を求める。

2. 解き方の手順

まず、f(t)f(t) を計算する。
x25x+6x^2 - 5x + 6 を積分すると 13x352x2+6x\frac{1}{3}x^3 - \frac{5}{2}x^2 + 6x となるので、
f(t)=0t(x25x+6)dx=[13x352x2+6x]0t=13t352t2+6tf(t) = \int_0^t (x^2 - 5x + 6) dx = \left[ \frac{1}{3}x^3 - \frac{5}{2}x^2 + 6x \right]_0^t = \frac{1}{3}t^3 - \frac{5}{2}t^2 + 6t
次に、f(t)f(t) の導関数 f(t)f'(t) を計算する。
f(t)=ddt(13t352t2+6t)=t25t+6f'(t) = \frac{d}{dt} (\frac{1}{3}t^3 - \frac{5}{2}t^2 + 6t) = t^2 - 5t + 6
f(t)=0f'(t) = 0 となる tt を求める。
t25t+6=0t^2 - 5t + 6 = 0
(t2)(t3)=0(t-2)(t-3) = 0
t=2,3t = 2, 3
f(t)f'(t) の符号の変化を調べる。
t<2t < 2 のとき、f(t)>0f'(t) > 0
2<t<32 < t < 3 のとき、f(t)<0f'(t) < 0
t>3t > 3 のとき、f(t)>0f'(t) > 0
したがって、t=2t=2 で極大、t=3t=3 で極小となる。
t=3t=3 のときの f(t)f(t) の値を求める。
f(3)=13(3)352(3)2+6(3)=273452+18=9452+18=27452=54452=92f(3) = \frac{1}{3}(3)^3 - \frac{5}{2}(3)^2 + 6(3) = \frac{27}{3} - \frac{45}{2} + 18 = 9 - \frac{45}{2} + 18 = 27 - \frac{45}{2} = \frac{54-45}{2} = \frac{9}{2}

3. 最終的な答え

極小値: 92\frac{9}{2}