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微分★★★高校 ・ 数III

関数 xe^(-x^2) の最大値

by 匿名ユーザー

問題

x≥0x\ge0 の範囲で、関数 g(x)=xe−x2g(x)=xe^{-x^2} の最大値を求めよ。

解答

x=12x=\dfrac{1}{\sqrt2} のとき最大値 12e\dfrac{1}{\sqrt{2e}}

解説

g′(x)=e−x2+x⋅(−2x)e−x2=e−x2(1−2x2)g'(x)=e^{-x^2}+x\cdot(-2x)e^{-x^2}=e^{-x^2}(1-2x^2)。x≥0x\ge0 で g′(x)=0g'(x)=0 となるのは x=12x=\dfrac{1}{\sqrt2} のときで、これより前は正、後は負なので極大かつ最大。g(12)=12e−1/2=12⋅e=12eg\left(\dfrac{1}{\sqrt2}\right)=\dfrac{1}{\sqrt2}e^{-1/2}=\dfrac{1}{\sqrt2\cdot\sqrt e}=\dfrac{1}{\sqrt{2e}}。

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