微分可能な関数 $f(x)$ の $x=1$ における微分係数 $f'(1)$ として正しいものを全て選択する問題です。

解析学微分係数極限微分
2025/5/21

1. 問題の内容

微分可能な関数 f(x)f(x)x=1x=1 における微分係数 f(1)f'(1) として正しいものを全て選択する問題です。

2. 解き方の手順

微分係数の定義を確認します。関数 f(x)f(x)x=ax=a における微分係数は次のように定義されます。
f(a)=limh0f(a+h)f(a)hf'(a) = \lim_{h \to 0} \frac{f(a+h) - f(a)}{h}
または
f(a)=limxaf(x)f(a)xaf'(a) = \lim_{x \to a} \frac{f(x) - f(a)}{x-a}
したがって、a=1a=1 の場合を考えると、
f(1)=limh0f(1+h)f(1)hf'(1) = \lim_{h \to 0} \frac{f(1+h) - f(1)}{h}
または
f(1)=limx1f(x)f(1)x1f'(1) = \lim_{x \to 1} \frac{f(x) - f(1)}{x-1}
選択肢を一つずつ確認します。
* 1つ目の選択肢: limh0f(1+h)f(1)h\lim_{h \to 0} \frac{f(1+h) - f(1)}{h} は、微分係数の定義そのものです。これは正しいです。
* 2つ目の選択肢: f(x+h)f(x)h\frac{f(x+h) - f(x)}{h} は、極限を取っていないので、誤りです。
* 3つ目の選択肢: f(1+h)f(1)h\frac{f(1+h) - f(1)}{h} は、極限を取っていないので、誤りです。
* 4つ目の選択肢: limx1f(x)f(1)x1\lim_{x \to 1} \frac{f(x) - f(1)}{x-1} は、微分係数の定義そのものです。これは正しいです。
* 5つ目の選択肢: f(x)f(1)x1\frac{f(x) - f(1)}{x-1} は、極限を取っていないので、誤りです。
* 6つ目の選択肢: limx0f(x+h)f(x)h\lim_{x \to 0} \frac{f(x+h) - f(x)}{h} は、xxを0に近づけるのではなく、hhを0に近づけるべきなので、誤りです。
* 7つ目の選択肢: limh0f(1+h)+f(1)h\lim_{h \to 0} \frac{f(1+h) + f(1)}{h} は、符号が違うので誤りです。

3. 最終的な答え

f(1)f'(1) として正しいものは、
limh0f(1+h)f(1)h\lim_{h \to 0} \frac{f(1+h) - f(1)}{h}
limx1f(x)f(1)x1\lim_{x \to 1} \frac{f(x) - f(1)}{x-1}
です。

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