第2次導関数の符号で極値を判定する(B)
★☆☆☆☆☆☆(教科書) / 作成者: shonan / 2026/10/26
🔁 類題: 第2次導関数の符号で極値を判定する(A) (★☆☆☆☆☆☆(教科書))
問題
第 2 次導関数を利用して,関数 $f(x)=2\sin x+\cos 2x\ (0<x<2\pi)$ の極値を求めよ.
$f'(x)=2\cos x-2\sin 2x=2\cos x(1-2\sin x)$
$0<x<2\pi$ で $f'(x)=0$ となるのは $x=\dfrac{\pi}{6},\ \dfrac{\pi}{2},\ \dfrac{5}{6}\pi,\ \dfrac{3}{2}\pi$
$f''(x)=-2\sin x-4\cos 2x$ であるから
\[ f''\left(\frac{\pi}{6}\right)=-1-2=-3<0,\quad f''\left(\frac{\pi}{2}\right)=-2+4=2>0 \]
\[ f''\left(\frac{5}{6}\pi\right)=-1-2=-3<0,\quad f''\left(\frac{3}{2}\pi\right)=2+4=6>0 \]
よって
$x=\dfrac{\pi}{6},\ \dfrac{5}{6}\pi$ で極大値 $f\left(\dfrac{\pi}{6}\right)=f\left(\dfrac{5}{6}\pi\right)=1+\dfrac{1}{2}=\dfrac{3}{2}$
$x=\dfrac{\pi}{2}$ で極小値 $f\left(\dfrac{\pi}{2}\right)=2-1=1$
$x=\dfrac{3}{2}\pi$ で極小値 $f\left(\dfrac{3}{2}\pi\right)=-2-1=-3$
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