与えられたグラフは $y = a + b\sin(cx+d)$ ($b>0, c>0, 0 \le d < 2\pi$) のグラフの一部である。グラフから $a, b, c, d, x_1, x_2$ の値を求める。

解析学三角関数グラフ振幅周期位相
2025/6/12

1. 問題の内容

与えられたグラフは y=a+bsin(cx+d)y = a + b\sin(cx+d) (b>0,c>0,0d<2πb>0, c>0, 0 \le d < 2\pi) のグラフの一部である。グラフから a,b,c,d,x1,x2a, b, c, d, x_1, x_2 の値を求める。

2. 解き方の手順

まず、グラフの最大値と最小値から aabb を求める。
グラフの最大値は5、最小値は1なので、
a+b=5a+b = 5
ab=1a-b = 1
この2式を足し合わせると、2a=62a = 6 より、a=3a=3
a+b=5a+b=5 に代入すると、3+b=53+b=5 より、b=2b=2
次に、グラフの周期を求める。
グラフはx=2x=-2で最小値、原点で最大値をとるので、
グラフの周期は (2,0)(-2,0)間の距離の4倍ではない。
しかし、y=a+bsin(cx+d)y = a + b\sin(cx+d) のグラフを考えると、x=2x = -2sin(cx+d)=1\sin(cx+d) = -1となり、 x=0x=0sin(cx+d)=1\sin(cx+d) = 1 となる。
したがって、cx+dcx+d の値は2c+d=π/2-2c+d = -\pi/2 および d=π/2d = \pi/2であると考えられる。
よって、d=π/2d = \pi/2
このとき、 2c+π/2=π/2-2c + \pi/2 = -\pi/2 となるので、2c=π-2c = -\pi より、c=π/2c = \pi/2
次に、x1x_1x2x_2 を求める。
x1x_1 はグラフの左端、x2x_2 はグラフの右端の値である。
グラフの左端は、cx+d=3π/2cx+d = -3\pi/2 となるときなので、
(π/2)x+π/2=3π/2(\pi/2)x + \pi/2 = -3\pi/2
(π/2)x=2π(\pi/2)x = -2\pi
x=4x = -4
したがって、x1=4x_1 = -4
グラフの右端は、cx+d=3π/2cx+d = 3\pi/2 となるときなので、
(π/2)x+π/2=3π/2(\pi/2)x + \pi/2 = 3\pi/2
(π/2)x=π(\pi/2)x = \pi
x=2x = 2
したがって、x2=2x_2 = 2

3. 最終的な答え

a=3a = 3, b=2b = 2, c=π2c = \frac{\pi}{2}, d=π2d = \frac{\pi}{2}, x1=4x_1 = -4, x2=2x_2 = 2

「解析学」の関連問題

与えられた関数の指定された範囲における平均変化率を求めます。 (2) $f(x) = -x^2 + x - 1$ の範囲 $-4 \le x \le -2$ における平均変化率を求めます。 (4) $...

平均変化率関数二次関数
2025/6/13

$x$ が $a$ から $b$ まで変化するときの、次の関数の平均変化率を定義に従って求めます。 (1) $f(x) = -4x + 3$ (3) $f(x) = x^3 + x^2 + x - 1...

平均変化率関数微分
2025/6/13

関数 $x^3 \cos x$ の第11次導関数を求めよ。

導関数ライプニッツの公式三角関数高階導関数
2025/6/13

関数 $f(x)$ が次のように定義されています。 $f(x) = \begin{cases} x^2 \sin(\frac{1}{x^p}) & (x \neq 0) \\ 0 & (x = 0) ...

微分関数の連続性極限合成関数の微分積の微分
2025/6/13

関数 $x^3 \cos x$ の第11次導関数を求めよ。

導関数ライプニッツの公式積の微分
2025/6/13

$\arccos(x)$ の導関数を求める問題です。つまり、 $\frac{d}{dx} \arccos(x)$ を計算します。

導関数逆三角関数微分連鎖律arccos(x)
2025/6/13

与えられた6つの関数 $f(x)$ に対して、それぞれの導関数を求める問題です。 (1) $f(x) = \frac{1}{x^2+1}$ (2) $f(x) = \frac{x}{x^2+1}$ (...

微分導関数合成関数の微分商の微分
2025/6/13

与えられた関数 $f(x) = \ln 2 (\arccos x)'$ を簡略化し、導関数を求めよ。

微分導関数対数関数逆三角関数
2025/6/13

与えられた極限を計算する問題です。 $$\lim_{h \to 0} \frac{\cos(x+h) - \cos x}{h}$$

極限微分三角関数加法定理
2025/6/13

次の関数の導関数を求めよ。 (1) $(x + \sqrt{x^2 + 3})^3$ (2) $\sin^{-1}\sqrt{1-x^2}$ (3) $\tan^{-1}x + \tan^{-1}\f...

導関数微分合成関数の微分逆三角関数
2025/6/13