関数 $f: \mathbb{R} \rightarrow \mathbb{R}$ が $f(x) = 1$ で定義されるとき、この関数 $f$ が $\mathbb{R}$ 上で微分可能であることを証明する。

解析学微分関数の微分可能性導関数極限
2025/5/26

1. 問題の内容

関数 f:RRf: \mathbb{R} \rightarrow \mathbb{R}f(x)=1f(x) = 1 で定義されるとき、この関数 ffR\mathbb{R} 上で微分可能であることを証明する。

2. 解き方の手順

関数 f(x)=1f(x) = 1 が微分可能であることを示すためには、任意の xRx \in \mathbb{R} において微分係数が存在することを示せばよい。
微分係数は、次の極限で定義される:
f(x)=limh0f(x+h)f(x)hf'(x) = \lim_{h \to 0} \frac{f(x+h) - f(x)}{h}
関数 f(x)=1f(x) = 1 をこの定義に代入する:
f(x)=limh011hf'(x) = \lim_{h \to 0} \frac{1 - 1}{h}
f(x)=limh00hf'(x) = \lim_{h \to 0} \frac{0}{h}
f(x)=limh00f'(x) = \lim_{h \to 0} 0
f(x)=0f'(x) = 0
任意の xRx \in \mathbb{R} において、微分係数 f(x)=0f'(x) = 0 が存在するため、f(x)=1f(x) = 1R\mathbb{R} 上で微分可能である。

3. 最終的な答え

関数 f(x)=1f(x) = 1R\mathbb{R} 上で微分可能であり、その導関数は f(x)=0f'(x) = 0 である。

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