関数 $f(x) = 4x^2$ の導関数 $f'(x)$ を、定義式 $f'(x) = \lim_{h \to 0} \frac{f(x+h) - f(x)}{h}$ を用いて計算し、空欄を埋める問題です。

解析学導関数極限微分定義
2025/5/18

1. 問題の内容

関数 f(x)=4x2f(x) = 4x^2 の導関数 f(x)f'(x) を、定義式 f(x)=limh0f(x+h)f(x)hf'(x) = \lim_{h \to 0} \frac{f(x+h) - f(x)}{h} を用いて計算し、空欄を埋める問題です。

2. 解き方の手順

まず、f(x+h)f(x+h) を計算します。
f(x+h)=4(x+h)2=4(x2+2xh+h2)=4x2+8xh+4h2f(x+h) = 4(x+h)^2 = 4(x^2 + 2xh + h^2) = 4x^2 + 8xh + 4h^2
次に、f(x+h)f(x)f(x+h) - f(x) を計算します。
f(x+h)f(x)=(4x2+8xh+4h2)4x2=8xh+4h2f(x+h) - f(x) = (4x^2 + 8xh + 4h^2) - 4x^2 = 8xh + 4h^2
したがって、
f(x+h)f(x)h=8xh+4h2h=8x+4h\frac{f(x+h) - f(x)}{h} = \frac{8xh + 4h^2}{h} = 8x + 4h
最後に、h0h \to 0 の極限を計算します。
limh0(8x+4h)=8x\lim_{h \to 0} (8x + 4h) = 8x
空欄を埋めます。
f(x)=limh0f(x+h)f(x)h=limh08xh+4h2h=limh0(8x+4h)=8xf'(x) = \lim_{h \to 0} \frac{f(x+h) - f(x)}{h} = \lim_{h \to 0} \frac{8xh + 4h^2}{h} = \lim_{h \to 0} (8x + 4h) = 8x
よって、ウ=8, エ=4, オ=8 となります。

3. 最終的な答え

ウ: 8
エ: 4
オ: 8

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