- 増減表を書いてグラフを描きなさい。
f (x) = x e-x (教科書レベル)
f ' (x) = (x)' e-x + x ( e-x )'
= e-x + x ( -e-x )'
= e-x(1-x)
-
e-x は常にプラスなので、
傾き f ' (x) が+になるのは
1-x > 0 つまり 1> x のとき
-
e-x は常にプラスなので、
傾き f ' (x) がマイナスになるのは
1-x < 0 つまり 1< x のとき
-
傾き f ' (x) が0になるのは (1-x)=0 つまりx=1のとき。
- このx=1をy= f(x) に代入すると y= e-1
これらを増減表にかくと-
| x |
| 1 |
|
| 傾き f'(x) | + | 0 | - |
| グラフ f (x) | / 増加 | 極大値 e-1 | \ 減少 |
xが1より大きいところでは、xはつねに+
指数関数もつねに+だから y= f (x) はマイナスにならない
-
傾きの増加率も求める
-
f ' ' (x) = { e-x (1-x) } '
= ( e-x )' (1-x) + e-x (1-x)'
= -e-x (1-x) + e-x (-1)
= e-x (x-2)
e-x は常にプラスなので、
f ' ' (x) が+になるのは x-2 > 0 のとき(下に凸)。
f ' ' (x) が - になるのは x-2 < 0 のとき(上に凸)。
f ' ' (x) が 0 になるのは x-2 = 0 のとき(変曲点)。
変曲点を求めると
x=2のとき y = 2 e-2
これらを増減表に加えると
| x |
| 1 |
| 2 |
|
| 傾き f' | + | 0 | - | - | - |
| 曲率 f' ' | - | - | - | 0 | + |
| グラフ y |  増加 | 極大値 e-1 |  減少 | 変曲点 2 e-2 |  減少 |