∫₀ˣ で表された関数の最大・最小(B)
★☆☆☆☆☆☆(教科書) / 作成者: shonan / 2026/10/26
🔁 類題: ∫₀ˣ で表された関数の最大・最小(A) (★☆☆☆☆☆☆(教科書))
問題
関数 $F(x)=\displaystyle\int_0^x(2\cos t-1)\,dt\ (0\leqq x\leqq 2\pi)$ の最大値と最小値を求めよ.
$F'(x)=2\cos x-1$,$F(x)=\Bigl[2\sin t-t\Bigr]_0^x=2\sin x-x$
$0<x<2\pi$ において,$F'(x)=0$ とすると $\cos x=\dfrac{1}{2}$ より $x=\dfrac{\pi}{3},\ \dfrac{5}{3}\pi$
$F(x)$ の増減表は次のようになる.
\[ \begin{array}{c|ccccccc}
x & 0 & \cdots & \frac{\pi}{3} & \cdots & \frac{5}{3}\pi & \cdots & 2\pi \\ \hline
F'(x) & & + & 0 & - & 0 & + & \\ \hline
F(x) & 0 & \nearrow & \sqrt{3}-\frac{\pi}{3} & \searrow & -\sqrt{3}-\frac{5}{3}\pi & \nearrow & -2\pi
\end{array} \]
$\sqrt{3}-\dfrac{\pi}{3}>0$($\sqrt{3}>1.7$,$\dfrac{\pi}{3}<1.05$),$\left(-\sqrt{3}-\dfrac{5}{3}\pi\right)-(-2\pi)=\dfrac{\pi}{3}-\sqrt{3}<0$ であるから
最大値 $\sqrt{3}-\dfrac{\pi}{3}$($x=\dfrac{\pi}{3}$),最小値 $-\sqrt{3}-\dfrac{5}{3}\pi$($x=\dfrac{5}{3}\pi$)
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