関数 $g(x) = 4x^3 - 12x + 6$ の定義域 $[-2, 2]$ における相対極値と絶対極値を全て求める問題です。答えはx座標が小さい順に記述する必要があります。

解析学極値微分導関数最大値最小値定義域相対極値絶対極値
2025/6/17

1. 問題の内容

関数 g(x)=4x312x+6g(x) = 4x^3 - 12x + 6 の定義域 [2,2][-2, 2] における相対極値と絶対極値を全て求める問題です。答えはx座標が小さい順に記述する必要があります。

2. 解き方の手順

1. 微分を計算する:

まず、g(x)g(x) の導関数 g(x)g'(x) を計算します。
g(x)=12x212g'(x) = 12x^2 - 12

2. 臨界点を求める:

g(x)=0g'(x) = 0 となる xx を求めます。
12x212=012x^2 - 12 = 0
12(x21)=012(x^2 - 1) = 0
x2=1x^2 = 1
x=±1x = \pm 1

3. 境界点の値を求める:

定義域の端点である x=2x = -2x=2x = 2 での g(x)g(x) の値を求めます。

4. 各点の値を計算する:

x=2,1,1,2x = -2, -1, 1, 2 における g(x)g(x) の値を計算します。
g(2)=4(2)312(2)+6=4(8)+24+6=32+24+6=2g(-2) = 4(-2)^3 - 12(-2) + 6 = 4(-8) + 24 + 6 = -32 + 24 + 6 = -2
g(1)=4(1)312(1)+6=4+12+6=14g(-1) = 4(-1)^3 - 12(-1) + 6 = -4 + 12 + 6 = 14
g(1)=4(1)312(1)+6=412+6=2g(1) = 4(1)^3 - 12(1) + 6 = 4 - 12 + 6 = -2
g(2)=4(2)312(2)+6=4(8)24+6=3224+6=14g(2) = 4(2)^3 - 12(2) + 6 = 4(8) - 24 + 6 = 32 - 24 + 6 = 14

5. 極値の種類を判定する:

* x=2x = -2 のとき、g(2)=2g(-2) = -2
* x=1x = -1 のとき、g(1)=14g(-1) = 14x=2x = -2からx=1x = -1にかけて増加するので、相対極大値(または絶対最大値)の可能性があります。
* x=1x = 1 のとき、g(1)=2g(1) = -2x=1x = -1からx=1x = 1にかけて減少するので、相対極小値(または絶対最小値)の可能性があります。
* x=2x = 2 のとき、g(2)=14g(2) = 14

6. 相対極値と絶対極値を特定する:

g(2)=2g(-2) = -2, g(1)=2g(1) = -2 より、x=1x=1x=2x=-2で極小値-2を取ります。この値が最小値なので、x=2x=-2x=1x=1で絶対最小値になります。
g(1)=14g(-1) = 14, g(2)=14g(2) = 14 より、x=1x=-1x=2x=2で極大値14を取ります。この値が最大値なので、x=1x=-1x=2x=2で絶対最大値になります。

3. 最終的な答え

* gg has an absolute minimum at (x,y)=(2,2)(x, y) = (-2, -2).
* gg has a relative maximum at (x,y)=(1,14)(x, y) = (-1, 14).
* gg has a relative minimum at (x,y)=(1,2)(x, y) = (1, -2).
* gg has an absolute maximum at (x,y)=(2,14)(x, y) = (2, 14).

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