箱の体積を求める
「微分の最大最小値っていったい何の役にたつの!?」と思われるかもしれませんが、次のような問題に応用できます。
図のように1辺が6cmの正方形の4隅から、合同な正方形を切り取ってふたのない箱を作ります。このとき箱の容量を最大にするには切り取る正方形の1辺を何cmにしたらよいでしょうか
■下準備
このような場合にも微分の考え方が役に立ちます。
まず、切り取る正方形の1辺をxcm、箱の容積をVとすると次の式が成り立ちます。
■xの範囲について考えてみましょう
ここで、xの範囲について考えてみましょう。
箱の1辺はプラスでなければなりませんので、当然x>0です。
そしてもう1つ、6-2xもまたプラスでなければなりませんね。
6-2x>0 整理してx<3
よってxの範囲は、0<x<3 でなければなりません。
■微分の登場
ここで微分が登場です。
Vをxで微分すると
とすると、x=1、3が導き出せます。
■増減表の作成
ここで増減表を作ってみましょう。
増減表よりx=1のときにVは極大値であり最大値16をとりますね。
このように、微分を使った最大最小値は応用ができます。