関数 $y=e^{3x}$ の原点(0,0)を通る接線の方程式を求める問題です。求める接線の方程式は、$y = \text{問10} \cdot e \cdot x$ の形で表されます。

解析学微分接線指数関数
2025/5/12

1. 問題の内容

関数 y=e3xy=e^{3x} の原点(0,0)を通る接線の方程式を求める問題です。求める接線の方程式は、y=問10exy = \text{問10} \cdot e \cdot x の形で表されます。

2. 解き方の手順

まず、y=e3xy = e^{3x} の導関数を求めます。
dydx=3e3x\frac{dy}{dx} = 3e^{3x}
この導関数は、各点における接線の傾きを表します。
接線の式を y=axy=ax と置きます。(原点を通るため)
x=tx=t における y=e3xy=e^{3x} の接線が原点を通ると仮定します。
そのとき、接点の座標は (t,e3t)(t, e^{3t}) となります。
接点における接線の傾きは 3e3t3e^{3t} なので、接線の方程式は
ye3t=3e3t(xt)y - e^{3t} = 3e^{3t}(x-t)
この直線が原点を通るので、x=0,y=0x=0, y=0 を代入すると
e3t=3e3t(t)-e^{3t} = 3e^{3t}(-t)
e3t=3te3t-e^{3t} = -3te^{3t}
e3te^{3t} は 0 にならないので、両辺を e3t-e^{3t} で割ると
1=3t1 = 3t
よって、t=13t = \frac{1}{3}
したがって、接点の座標は (13,e)(\frac{1}{3}, e) となり、接線の傾きは 3e3(13)=3e3e^{3(\frac{1}{3})} = 3e となります。
原点を通る直線の式は y=axy = ax であり、この直線が (13,e)(\frac{1}{3}, e) を通るため、
e=a13e = a \cdot \frac{1}{3}
a=3ea = 3e
よって、接線の方程式は y=3exy = 3e x となります。

3. 最終的な答え

y=3exy=3ex
したがって、問10 に入るべき数字は 3 です。

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