関数 $f(x) = -x^2 + 2x - 3$ の $x=2$ における微分係数を、微分係数の定義に従って求める問題です。微分係数の定義は、$f'(a) = \lim_{h \to 0} \frac{f(a+h) - f(a)}{h}$ で与えられます。この問題では、$a=2$ です。

解析学微分微分係数極限関数の微分
2025/6/10

1. 問題の内容

関数 f(x)=x2+2x3f(x) = -x^2 + 2x - 3x=2x=2 における微分係数を、微分係数の定義に従って求める問題です。微分係数の定義は、f(a)=limh0f(a+h)f(a)hf'(a) = \lim_{h \to 0} \frac{f(a+h) - f(a)}{h} で与えられます。この問題では、a=2a=2 です。

2. 解き方の手順

まず、f(x)=x2+2x3f(x) = -x^2 + 2x - 3x=2+hx = 2+h を代入して、f(2+h)f(2+h) を求めます。
f(2+h)=(2+h)2+2(2+h)3f(2+h) = -(2+h)^2 + 2(2+h) - 3
=(4+4h+h2)+4+2h3= -(4 + 4h + h^2) + 4 + 2h - 3
=44hh2+4+2h3= -4 - 4h - h^2 + 4 + 2h - 3
=h22h3= -h^2 - 2h - 3
次に、f(2)f(2) を求めます。
f(2)=(2)2+2(2)3=4+43=3f(2) = -(2)^2 + 2(2) - 3 = -4 + 4 - 3 = -3
次に、f(2+h)f(2)f(2+h) - f(2) を求めます。
f(2+h)f(2)=(h22h3)(3)=h22hf(2+h) - f(2) = (-h^2 - 2h - 3) - (-3) = -h^2 - 2h
次に、f(2+h)f(2)h \frac{f(2+h) - f(2)}{h} を求めます。
f(2+h)f(2)h=h22hh=h2 \frac{f(2+h) - f(2)}{h} = \frac{-h^2 - 2h}{h} = -h - 2
最後に、limh0f(2+h)f(2)h=limh0(h2) \lim_{h \to 0} \frac{f(2+h) - f(2)}{h} = \lim_{h \to 0} (-h - 2) を計算します。
limh0(h2)=02=2\lim_{h \to 0} (-h - 2) = -0 - 2 = -2
したがって、f(2)=2f'(2) = -2 となります。

3. 最終的な答え

-2

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