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以下では平均値の定理を使って解く問題を扱います. 例題と練習問題 例題 $ 0 < a < b $ のとき $\displaystyle a\left(\log b-\log a\right)+a-b < 0$ を示せ. 講義 2変数の不等式の証明問題 に平均値の定理が有効なことがあります(例題のみリンク先と共通です). 平均値の定理とその応用例題２パターン | 高校数学の美しい物語. $\boldsymbol{f(a)-f(b)}$ の形が見えたら平均値の定理 による解法が楽で有効な手立てとなることが多いです. 解答 $f(x)=\log x$ とおくと,平均値の定理より $\displaystyle \begin{cases}\dfrac{f(b)-f(a)}{b-a}=\dfrac{1}{c} \\ a < c < b \end{cases}$ を満たす実数 $c$ が存在.これより $\dfrac{\log b-\log a}{b-a}=\dfrac{1}{c}< \dfrac{1}{a}$ $a(b-a)$ 倍すると $\displaystyle a(\log b-\log a) < b-a$ $\displaystyle \therefore \ a(\log b-\log a)+a-b < 0$ 練習問題 練習1 $e\leqq a< b$ のとき $b(\log_{}b)^{2}-a(\log_{}a)^{2}\geqq 3(b-a)$ 練習2 (微分既習者向け) 関数 $f(x)$ を $f(x)=\dfrac{1}{2}x\left\{1+e^{-2(x-1)}\right\}$ とする.ただし,$e$ は自然対数の底である. (1) $x>\dfrac{1}{2}$ ならば $0\leqq f'(x)<\dfrac{1}{2}$ であることを示せ. (2) $x_{0}$ を正の数とするとき,数列 $\{x_{n}\}$ $(n=0, 1, \cdots)$ を $x_{n+1}=f(x_{n})$ によって定める.$x_{0}>\dfrac{1}{2}$ であれば $\displaystyle \lim_{n \to \infty}x_{n}=1$ であることを示せ. 練習の解答
Today's Topic 区間\([a, b]\)で連続、かつ区間\((a, b)\)で微分可能な\(f(x)\)に対して、 $$\frac{f(b)-f(a)}{b-a}=f'(c)$$ を満たすような\(c\)が区間\((a, b)\)内に存在する。 小春 楓くん、平均値の定理ってさ、結局何したいの? そうだね、微分を使って不等式の条件を考えやすくする、って感じかな。 楓 小春 不等式?じゃあメインは微分じゃなくて不等式なの?! そんな感じ。じゃあ今回は、平均値の定理が使える不等式の特徴なんかもみていこう! 楓 この記事を読むと、この意味がわかる! 【高校数学Ⅲ】平均値の定理を利用する不等式の証明 | 受験の月. 平均値の定理の使い方 平均値の定理が使える不等式の特徴 平均値の定理とは 平均値の定理 小春 だよね!何のこと言ってるかわかんないよね? !泣かないで汗 楓 平均値の定理の意味 公式の意味は、実は至ってシンプル。 連続かつ滑らかな曲線上に2点A, Bをとったとき、直線ABと平行になるような接線を区間\((a, b)\)内(\(x=c\))で必ず引けますよ って言っています。 小春 う~ん、図を見ればなんかわかる気はする・・・。 証明は大学数学でやるから、いったんパスでOK。 楓 小春 でもこれ、いったい何に使うの?? 平均値の定理を使うコツ 平均値の定理は、微分の問題で登場することはほぼありません 。 小春 じゃあいつ使うの?
3. 2 漸化式と極限 漸化式において平均値の定理を用いるのは、その漸化式が解けない\(x_{n+1}=f(x_n)\)で与えられていて、その数列\(x_n\)の極限を求める場合です。その場合、取る手順は以下のようになっています。 これが主な手順です。これを用いて以下の問題を解いてみましょう。(出典:東大理類) 東大の問題といえども、定石通り解けてしまいます。 それでは解答です!
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以下順を追って解説していきます。 解説 ・とにかく左辺のカッコの内側に\(\log{a}-\log{b}\)、\(右辺にa-b\)があるので、 平均値の定理のサインであると気付きます 、 \(a(\log{a}-\log{b}) \) 実際の問題文は上の様にaがかかっていますが、 大体の場合自然と処理する事ができるので、大きなサインを優先します!