第4章微分の応用
Key Concepts重要な概念
- If is an antiderivative of then every antiderivative of is of the form for some constantある区間でがの原始関数なら、その区間でのの原始関数はすべて、ある定数を使ったという形になる。
- Solving the initial-value problem次の初期値問題を解くには、
requires us first to find the set of antiderivatives of and then to look for the particular antiderivative that also satisfies the initial condition.まずの原始関数全体を求め、その中から初期条件も満たす特定の原始関数を選ぶ。
Exercises 465–469練習問題 465–469
For the following exercises, show that are antiderivatives of
次の各問で、がの原始関数であることを示せ。
Exercise 465問題 465
Solution解き方
Exercise 466問題 466
Exercise 467問題 467
Solution解き方
Exercise 468問題 468
Exercise 469問題 469
Solution解き方
Exercises 470–473練習問題 470–473
For the following exercises, find the antiderivative of the function.
次の各関数の原始関数を求めよ。
Exercise 470問題 470
Exercise 471問題 471
Solution解き方
Exercise 472問題 472
Exercise 473問題 473
Solution解き方
Exercises 474–489練習問題 474–489
For the following exercises, find the antiderivative of each function
次の各関数の原始関数を求めよ。
Exercise 474問題 474
Exercise 475問題 475
Solution解き方
Exercise 476問題 476
Exercise 477問題 477
Solution解き方
Exercise 478問題 478
Exercise 479問題 479
Solution解き方
Exercise 480問題 480
Exercise 481問題 481
Solution解き方
Exercise 482問題 482
Exercise 483問題 483
Solution解き方
Exercise 484問題 484
Exercise 485問題 485
Solution解き方
Exercise 486問題 486
Exercise 487問題 487
Solution解き方
Exercise 488問題 488
Exercise 489問題 489
Solution解き方
Exercises 490–498練習問題 490–498
For the following exercises, evaluate the integral.
次の各積分を求めよ。
Exercise 490問題 490
Exercise 491問題 491
Solution解き方
Exercise 492問題 492
Exercise 493問題 493
Solution解き方
Exercise 494問題 494
Exercise 495問題 495
Solution解き方
Exercise 496問題 496
Exercise 497問題 497
Solution解き方
Exercise 498問題 498
Exercises 499–503練習問題 499–503
For the following exercises, solve the initial value problem.
次の各初期値問題を解け。
Exercise 499問題 499
Solution解き方
Exercise 500問題 500
Exercise 501問題 501
Solution解き方
Exercise 502問題 502
Exercise 503問題 503
Solution解き方
Exercises 504–514練習問題 504–514
For the following exercises, find two possible functions given the second- or third-order derivatives.
英語のヒント
次の各問では、2階または3階の導関数が与えられている。それに合う関数を2つ求めよ。
Exercise 504問題 504
Exercise 505問題 505
Solution解き方
Answers may vary; one possible answer is
答えは複数ある。一例は。
Exercise 506問題 506
Exercise 507問題 507
Solution解き方
Answers may vary; one possible answer is
答えは複数ある。一例は。
Exercise 508問題 508
Exercise 509問題 509
A car is being driven at a rate of mph when the brakes are applied. The car decelerates at a constant rate of ft/sec2. How long before the car stops?
時速マイルで走る車がブレーキをかけ、一定の減速度フィート毎秒2で減速する。停止まで何秒かかるか。
Solution解き方
sec
秒。
Exercise 510問題 510
In the preceding problem, calculate how far the car travels in the time it takes to stop.
前の問題で、停止までに車が進む距離を求めよ。
Exercise 511問題 511
You are merging onto the freeway, accelerating from rest at a constant rate of ft/sec2. How long does it take you to reach merging speed at mph?
英語のヒント
高速道路へ合流するため、静止状態から一定の加速度フィート毎秒2で加速する。合流時の速さである時速マイルに達するまで、何秒かかるか。
Solution解き方
sec
秒。
Exercise 512問題 512
Based on the previous problem, how far does the car travel to reach merging speed?
前の問題で、合流時の速さに達するまでに車が進む距離を求めよ。
Exercise 513問題 513
A car company wants to ensure its newest model can stop in sec when traveling at mph. If we assume constant deceleration, find the value of deceleration that accomplishes this.
自動車会社は、新型車が時速マイルから秒で停止できるようにしたい。減速度が一定であるとして、そのために必要な減速度を求めよ。
Solution解き方
ft/sec2
フィート毎秒2。
Exercise 514問題 514
A car company wants to ensure its newest model can stop in less than ft when traveling at mph. If we assume constant deceleration, find the value of deceleration that accomplishes this.
自動車会社は、新型車が時速マイルから、フィート未満の距離で停止できるようにしたい。減速度が一定であるとして、そのために必要な減速度を求めよ。
Exercises 515–520練習問題 515–520
For the following exercises, find the antiderivative of the function, assuming
次の各関数について、を満たす原始関数を求めよ。
Exercise 515問題 515
[T]
[T]
Solution解き方
Exercise 516問題 516
[T]
[T]
Exercise 517問題 517
[T]
[T]
Solution解き方
Exercise 518問題 518
[T]
[T]
Exercise 519問題 519
[T]
[T]
Solution解き方
Exercise 520問題 520
[T]
[T]
Exercises 521–524練習問題 521–524
For the following exercises, determine whether the statement is true or false. Either prove it is true or find a counterexample if it is false.
英語のヒント
次の各命題の真偽を判定せよ。真なら証明し、偽なら反例を挙げよ。
Exercise 521問題 521
If is the antiderivative of then is the antiderivative of
がの原始関数ならば、はの原始関数である。
Solution解き方
True
真。
Exercise 522問題 522
If is the antiderivative of then is the antiderivative of
がの原始関数ならば、はの原始関数である。
Exercise 523問題 523
If is the antiderivative of then is the antiderivative of
がの原始関数ならば、はの原始関数である。
Solution解き方
False
偽。
Exercise 524問題 524
If is the antiderivative of then is the antiderivative of
がの原始関数ならば、はの原始関数である。
Chapter Review Exercises章末総合問題
Exercises 525–532練習問題 525–532
True or False? Justify your answer with a proof or a counterexample. Assume that is continuous and differentiable unless stated otherwise.
英語のヒント
真か偽か。証明または反例を示して答えよ。特に断りがなければ、は連続かつ微分可能とする。
Exercise 525問題 525
If and then there exists at least one point such that
かつなら、を満たす点が少なくとも1つ存在する。
Solution解き方
True, by Mean Value Theorem
真。平均値の定理による。
Exercise 526問題 526
If there is a maximum or minimum at
なら、で極大または極小になる。
Exercise 527問題 527
There is a function such that and (A graphical “proof” is acceptable for this answer.)
かつとなる関数が存在する。この問は、グラフによる「証明」でもよい。
Solution解き方
True
真。
Exercise 528問題 528
There is a function such that there is both an inflection point and a critical point for some value
あるにおいて、変曲点であり同時に臨界点でもある関数が存在する。
Exercise 529問題 529
Given the graph of determine where is increasing or decreasing.
与えられたのグラフから、が増加する区間と減少する区間を求めよ。

OpenStax, Rice University; Calculus Volume 1. · CC BY-NC-SA 4.0
Solution解き方
Increasing: decreasing:
増加:。減少:。
Exercise 530問題 530
The graph of is given below. Draw
次にのグラフを示す。のグラフを描け。

OpenStax, Rice University; Calculus Volume 1. · CC BY-NC-SA 4.0
Exercise 531問題 531
Find the linear approximation to near
の近くでのの線形近似を求めよ。
Solution解き方
Exercise 532問題 532
Find the differential of and evaluate for with
の微分を求め、、での値を計算せよ。
Exercises 533–534練習問題 533–534
Find the critical points and the local and absolute extrema of the following functions on the given interval.
次の各関数について、指定された区間内の臨界点、局所的な極値、および最大値・最小値を求めよ。
Exercise 533問題 533
over
区間における
Solution解き方
Critical point: absolute minimum: absolute maximum:
臨界点:。最小となる位置:。最大となる位置:。
Exercise 534問題 534
over
区間における
Exercises 535–538練習問題 535–538
Determine over which intervals the following functions are increasing, decreasing, concave up, and concave down.
次の各関数について、増加する区間、減少する区間、下に凸の区間、上に凸の区間を求めよ。
Exercise 535問題 535
Solution解き方
Increasing: decreasing: concave up: concave down:
増加:。減少:。下に凸:。上に凸:。
Exercise 536問題 536
Exercise 537問題 537
Solution解き方
Increasing: decreasing: concave up: concave down: nowhere
増加:。減少:。下に凸:。上に凸の区間はない。
Exercise 538問題 538
Exercises 539–542練習問題 539–542
Evaluate the following limits.
次の各極限を求めよ。
Exercise 539問題 539
Solution解き方
Exercise 540問題 540
Exercise 541問題 541
Solution解き方
Exercise 542問題 542
Exercises 543–544練習問題 543–544
Use Newton’s method to find the first two iterations, given the starting point.
与えられた初期値からニュートン法を2回反復し、最初の2つの近似値を求めよ。
Exercise 543問題 543
Solution解き方
Exercise 544問題 544
Exercises 545–546練習問題 545–546
Find the antiderivatives of the following functions.
次の各関数の原始関数を求めよ。
Exercise 545問題 545
Solution解き方
Exercise 546問題 546
Exercises 547–552練習問題 547–552
Graph the following functions by hand. Make sure to label the inflection points, critical points, zeros, and asymptotes.
次の各関数のグラフを手で描け。変曲点、臨界点、零点、漸近線を明示すること。
Exercise 547問題 547
Solution解き方

OpenStax, Rice University; Calculus Volume 1. · CC BY-NC-SA 4.0
Inflection points: none; critical points: zeros: none; vertical asymptotes: horizontal asymptote:
変曲点:なし。臨界点:。零点:なし。垂直漸近線:、。水平漸近線:。
Exercise 548問題 548
Exercise 549問題 549
A car is being compacted into a rectangular solid. The volume is decreasing at a rate of m3/sec. The length and width of the compactor are square, but the height is not the same length as the length and width. If the length and width walls move toward each other at a rate of m/sec, find the rate at which the height is changing when the length and width are m and the height is m.
自動車を圧縮して直方体にしている。体積は毎秒m3の速さで減少する。圧縮機の底面は正方形で、縦と横の長さは等しいが、高さはそれらと異なる。縦と横の長さがそれぞれ毎秒mの速さで減少するとき、縦・横がm、高さがmの瞬間に、高さはどの速さで変化しているか。
Solution解き方
The height is decreasing at a rate of m/sec
高さは毎秒mの速さで減少している。
Exercise 550問題 550
A rocket is launched into space; its kinetic energy is given by where is the kinetic energy in joules, is the mass of the rocket in kilograms, and is the velocity of the rocket in meters/second. Assume the velocity is increasing at a rate of m/sec2 and the mass is decreasing at a rate of kg/sec because the fuel is being burned. At what rate is the rocket’s kinetic energy changing when the mass is kg and the velocity is m/sec? Give your answer in mega-Joules per second (MJ/s), which is equivalent to J/s.
宇宙へ打ち上げられるロケットの運動エネルギーは、で与えられる。は運動エネルギー(ジュール)、は質量(kg)、は速度(m毎秒)である。速度はm毎秒2の一定加速度で増し、燃料を燃やすため質量は毎秒kgの割合で減るとする。質量kg、速度m毎秒のとき、運動エネルギーはどの速さで変化するか。答えはメガジュール毎秒(MJ/s)で示せ。1 MJ/sはJ/sに等しい。
Exercise 551問題 551
The famous Regiomontanus’ problem for angle maximization was proposed during the 15th century. A painting hangs on a wall with the bottom of the painting a distance feet above eye level, and the top feet above eye level. What distance (in feet) from the wall should the viewer stand to maximize the angle subtended by the painting,
英語のヒント
角度の最大化に関する有名なレギオモンタヌスの問題は、15世紀に提案された。壁の絵の下端は目の高さよりフィート上、上端はフィート上にある。絵を見込む角が最大になるようにするには、壁からの距離(フィート)をいくつにすればよいか。

OpenStax, Rice University; Calculus Volume 1. · CC BY-NC-SA 4.0
Solution解き方
feet
フィート。
Exercise 552問題 552
An airline sells tickets from Tokyo to Detroit for There are seats available and a typical flight books seats. For every decrease in price, the airline observes an additional five seats sold. What should the fare be to maximize profit? How many passengers would be onboard?
航空会社が東京・デトロイト間の航空券をで販売している。座席数は席で、通常は席が予約される。料金を下げるごとに、販売できる座席が5席増えるという。利益を最大にするには料金をいくらにすべきか。そのとき乗客は何人になるか。費用の条件は与えられていないので、ここでは費用一定として売上を最大にする。
antiderivative
原始関数
a function such that for all in the domain of is an antiderivative of
の定義域のすべてのについてを満たす関数を、の原始関数という。
indefinite integral
不定積分
the most general antiderivative of is the indefinite integral of we use the notation to denote the indefinite integral of
の最も一般的な原始関数を、の不定積分という。の不定積分をと表す。
initial value problem
初期値問題
a problem that requires finding a function that satisfies the differential equation together with the initial condition
微分方程式と初期条件の両方を満たす関数を求める問題。