つなぎ目で微分可能になる条件(A)
★★★☆☆☆☆(共通テスト) / 作成者: shonan / 2026/10/26
🔁 類題: つなぎ目で微分可能になる条件(B) (★★★☆☆☆☆(共通テスト))
問題
関数 $f(x)=\begin{cases}ax^2+bx & (x\leqq 1)\\ \log x & (x>1)\end{cases}$ が $x=1$ で微分可能となるように,定数 $a$,$b$ の値を定めよ.ただし,対数は自然対数とする.
$x=1$ で微分可能ならば $x=1$ で連続であるから
\[ \lim_{x\to 1+0}\log x=f(1)\quad\text{より}\quad 0=a+b\ \cdots\text{①} \]
このとき $f(1)=0$ で,微分係数の右側・左側の極限は
\[ \lim_{h\to +0}\frac{\log(1+h)-0}{h}=1 \]
\[ \lim_{h\to -0}\frac{a(1+h)^2+b(1+h)-(a+b)}{h}=\lim_{h\to -0}(2a+b+ah)=2a+b \]
($\displaystyle\lim_{h\to 0}\frac{\log(1+h)}{h}=1$ を用いた.)
これらが一致するから $2a+b=1\ \cdots\text{②}$
①,② を解いて $a=1$,$b=-1$
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