関数 $y = -x^2 + 2x$ において、$x$ の値が 3 から $3+h$ まで変化するときの平均変化率を求めます。

解析学平均変化率二次関数微分の基礎
2025/3/26

1. 問題の内容

関数 y=x2+2xy = -x^2 + 2x において、xx の値が 3 から 3+h3+h まで変化するときの平均変化率を求めます。

2. 解き方の手順

平均変化率は、yの増加量xの増加量\frac{yの増加量}{xの増加量} で求められます。
まず、x=3x=3 のときの yy の値を計算します。
y(3)=(3)2+2(3)=9+6=3y(3) = -(3)^2 + 2(3) = -9 + 6 = -3
次に、x=3+hx=3+h のときの yy の値を計算します。
y(3+h)=(3+h)2+2(3+h)=(9+6h+h2)+6+2h=96hh2+6+2h=34hh2y(3+h) = -(3+h)^2 + 2(3+h) = -(9 + 6h + h^2) + 6 + 2h = -9 - 6h - h^2 + 6 + 2h = -3 - 4h - h^2
xx の増加量は (3+h)3=h(3+h) - 3 = h です。
yy の増加量は y(3+h)y(3)=(34hh2)(3)=34hh2+3=4hh2y(3+h) - y(3) = (-3 - 4h - h^2) - (-3) = -3 - 4h - h^2 + 3 = -4h - h^2
平均変化率は、
yの増加量xの増加量=4hh2h=h(4h)h=4h\frac{yの増加量}{xの増加量} = \frac{-4h - h^2}{h} = \frac{h(-4 - h)}{h} = -4 - h

3. 最終的な答え

4h-4 - h