方針
(1) は導関数を因数分解し,符号表で極大・極小を判定する。値の代入まで行い,極値をとる x と極値を対応させる。(2) は直線を y=x+1 とし,∣x2−1∣ を −1≦x≦1 とそれ以外で分ける。交点は x=−1,0,2 で,[−1,0],[0,1],[1,2] では上下が変わるので,それぞれの上下差を正にして積分する。
解答
(1) f′(x)=6x2+6x−36=6(x+3)(x−2).したがって f′(x) の符号は,x<−3 で正,−3<x<2 で負,x>2 で正である。よって x=−3 で極大,x=2 で極小となる。さらにf(−3)=82,f(2)=−43だから,極大値は82,極小値は −43 である。
(2)
直線は l:y=x+1 であり,曲線は∣x2−1∣={1−x2x2−1(−1≦x≦1),(x≦−1 または x≧1)と表される。交点の x 座標は1−x2=x+1⟹x=−1,0,x2−1=x+1⟹x=−1,2である。各区間で上下を確認すると,求める面積はS=∫−10(−x2−x)dx+∫01(x+x2)dx+∫12(−x2+x+2)dx=61+65+67=613.
総評
難度4,計算量5。想定時間は15分程度。採点上,(1) は f′(x)=6(x+3)(x−2) の符号変化まで書き,x=−3 と x=2 に極大・極小と関数値を対応させる。(2) は交点 x=−1,0,2 を求めるだけでなく,絶対値の式が x=1 でも切り替わるため,[−1,0],[0,1],[1,2] の3区間で上下を確認する。典型的な失点は符号つき面積をそのまま足すことと,x=1 で分けずに同じ放物線を使うことである。各積分値 1/6,5/6,7/6 を個別に残すと,最終値 13/6 を検算しやすい。
冊子PDFで見る九大の微分の問題で問題集を作る
出典: 九州大学 令和8年度一般選抜(前期日程)数学(文科系・公式問題)(大学公式の問題PDF)。問題文はHTML表示のために再入力・数式組版しています。