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導関数の定義と差商の基本演習md f3a170b
exercise/math/calculus/derivative-definition-and-difference-quotients.exercise.n.md

導関数どうかんすうderivativeの定義ていぎと差商さしょうdifference quotientの基本演習きほんえんしゅう

date2026-07-15document_iddoc_9c408a9e80a7302f14aa6f2b50a332bcdescription差商から導関数を求め、h で割る場面の条件と片側差商を確認する基本演習である。prerequisites導関数の定義と差商 / 極限と連続type問題演習content_typeexercisestatusactiverelateddata/lecture/math/calculus/derivative-definition-and-difference-quotients.lecture.n.md / data/lecture/math/calculus/limits-and-continuity.lecture.n.md / data/lecture/math/calculus/local-linear-approximation-and-differentiability.lecture.n.md
mathcalculusexercisederivative
data/lecture/math/calculus/derivative-definition-and-difference-quotients.lecture.n.md

1問題もんだい 1

定義ていぎから f(x)=x3 の導関数どうかんすうderivativeを求もとめよ。

1.1解答例かいとうれい

f:R→R、f(x)=x3 とする。
h≠0 の範囲はんいで

(x+h)3-x3h=3x2+3xh+h2

である。したがって h→0 として f′(x)=3x2 を得える。

1.2解説かいせつ

h で割わるため、先さきに h≠0 で整理せいりし、最後さいごに極限きょくげんlimitを取とる。

1.3よくある誤あやまり

h=0 を途中とちゅうで代入だいにゅうする誤あやまりがある。


2問題もんだい 2

f(x)=1/x について、定義ていぎから f′(a) を求もとめよ。ただし a≠0 とする。

2.1解答例かいとうれい

f:R∖{0}→R とする。a≠0、h≠0、a+h≠0 の範囲はんいで

1a+h-1ah=-1a(a+h)

である。したがって

f′(a)=limh→0-1a(a+h)=-1a2

である。

2.2解説かいせつ

文字式もじしきの分母ぶんぼが現あらわれるため、a≠0、h≠0、a+h≠0 の3条件じょうけんを確認かくにんする。

2.3よくある誤あやまり

1/(a+h)-1/a の通分つうぶんで符号ふごうを誤あやまる場合ばあいが多おおい。


3問題もんだい 3

f(x)=|x| が 0 で微分可能びぶんかのうdifferentiableでないことを示しめせ。

3.1解答例かいとうれい

差商さしょうは

|0+h|-|0|h=|h|h

である。h>0 では 1、h<0 では -1 であるため、

limh→0+|h|h=1,limh→0-|h|h=-1

である。左右さゆうの極限きょくげんが一致いっちしないため、f′(0) は存在そんざいせず、f は 0 で微分可能びぶんかのうではない。

3.2解説かいせつ

連続れんぞくcontinuousでも微分可能びぶんかのうdifferentiableとは限かぎらない。定義域ていぎいきの内点ないてんで微分可能びぶんかのうであるためには、有限ゆうげんな両側差商極限りょうがわさしょうきょくげんが存在そんざいする必要ひつようがある。

4関連かんれんリンク

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