与えられた関数 $f(x) = 2x^3$ の導関数 $f'(x)$ を定義に従って計算し、空欄「カ」「キ」「ク」「ケ」を埋める問題です。

解析学導関数微分極限関数の微分
2025/5/18

1. 問題の内容

与えられた関数 f(x)=2x3f(x) = 2x^3 の導関数 f(x)f'(x) を定義に従って計算し、空欄「カ」「キ」「ク」「ケ」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)=2(x+h)3=2(x3+3x2h+3xh2+h3)=2x3+6x2h+6xh2+2h3f(x+h) = 2(x+h)^3 = 2(x^3 + 3x^2h + 3xh^2 + h^3) = 2x^3 + 6x^2h + 6xh^2 + 2h^3
次に、f(x+h)f(x)f(x+h) - f(x) を計算します。
f(x+h)f(x)=(2x3+6x2h+6xh2+2h3)2x3=6x2h+6xh2+2h3f(x+h) - f(x) = (2x^3 + 6x^2h + 6xh^2 + 2h^3) - 2x^3 = 6x^2h + 6xh^2 + 2h^3
したがって、
f(x+h)f(x)h=6x2h+6xh2+2h3h=6x2+6xh+2h2\frac{f(x+h) - f(x)}{h} = \frac{6x^2h + 6xh^2 + 2h^3}{h} = 6x^2 + 6xh + 2h^2
よって、limh0f(x+h)f(x)h=limh0(6x2+6xh+2h2)=6x2\lim_{h \to 0} \frac{f(x+h) - f(x)}{h} = \lim_{h \to 0} (6x^2 + 6xh + 2h^2) = 6x^2
したがって、「カ」は 6、「キ」は 6、「ク」は 2, 「ケ」は 6x26x^2 となります。

3. 最終的な答え

カ: 6
キ: 6
ク: 2
ケ: 6x2x^2 (選択肢③)

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