f(α)

関数 F (x) の導関数が f (x)(つまり
dF (x)
dx
= f (x)) だと仮定する。この仮定の下で文章 1、2 が自然な文章
となるように、(1) から (10) の空欄を埋めよ。但し、記号「≈」は「ほぼ等しい」を意味する(「=」の場合を
含む)とする。
文章 1 曲線 y = F (x) の x = α における接線の傾きを m(α) と定義する。このとき、
m(α) = f (α)
という等式が成立する。この等式の成立理由を大雑把に説明してみよう。
どんな β ( β ≈ α , β ̸= α) に対しても,接線の傾きの定義により
F (β) − F (α)
≈〔 (1) 〕
β−α
となり、導関数の定義により
F (β) − F (α)
≈〔 (2) 〕
β−α
となる。従って、
m(α) = f (α)
となっている必要がある。
文章 2 a < b だとし、x ( a ≤ x ≤ b ) において常に 0 ≤ f (x) だと仮定する。そして、領域 a ≤ x ≤ b , 0 ≤
y ≤ f (x) の面積を S(つまり S =
∫b
a
f (x)dx) と定義する。このとき、
S = F (b) − F (a)
という等式が成立する。この等式の成立理由を大雑把に説明してみよう。
まず、α0 , α1 , α2 , . . . , αn−1 , αn を
a = α0 < α1 < α2 < · · · < αn−1 < αn = b
( α0 ≈ α1 , α1 ≈ α2 , . . . , αn−1 ≈ αn )
となるように選ぶ。すると、導関数の定義により
F (α1 ) − F (α0 )
F (α2 ) − F (α1 )
F (αn ) − F (αn−1 )
≈〔 (3) 〕,
≈〔 (4) 〕, . . . ,
≈〔 (5) 〕
α1 − α0
α2 − α1
αn − αn−1
となる。従って、S が
S ≈〔 (3) 〕× 〔
( (6) 〕) +〔 (4) 〕× 〔
( (7) 〕) + · · · +〔 (5) 〕× 〔
( (8) 〕)
≈ (F (α1 ) − F (α0 )) + (F (α2 ) − F (α1 )) + · · · + (F (αn ) − F (αn−1 ))
=〔 (9) 〕−〔 (10) 〕
= F (b) − F (a)
と近似できる。つまり、
S = F (b) − F (a)
となっている必要がある。
答 (1)
(2)
1
(3)
(4)
(5)
(7)
(8)
(6)
(9)
(10)
2