数学Ⅱ

【高校数学Ⅱ】微分係数の定義 接線の傾き(公式・覚え方・計算方法)

このページでは、数学Ⅱ「微分法」の微分係数の定義をまとめました。

微分係数の公式の覚え方、問題をわかりやすく解説していきます。

問題集を解く際の参考にしてください!

微分係数 定義 アイキャッチ

[toc]

 

1. 微分係数とは

微分係数とは接線の傾きのことです。

微分係数の定義

微分係数 公式

 

この定義は、2つの部分に分解することができます。

微分係数 公式 説明

それぞれ「微分係数」「平均変化率」と言います。

 

平均変化率とはなんでしょうか?

 

2. 平均変化率とは

平均変化率とは傾きのことです。

中学では、傾き、変化の割合、 xの増加量 yの増加量 テキストといいました。

高校では、平均変化率といいます。

微分係数 平均変化率 傾き 

平均変化率

 

2点 \( (2,3)、(6,9)\) を結んだ赤線の傾きを見てみましょう。

\(\color{#0000ff}{x}\) の増加量は、ヨコにどれだけ進んだか考えると \(6-2=\color{#0000ff}{4}\) 

\(\color{#008000}{y}\) の増加量は、タテにどれだけ進んだか考えると \(9-3=\color{#008000}{6}\) 

 

傾きは xの増加量 yの増加量 テキスト なので、 \(\displaystyle\frac{\color{#008000}{6}}{\color{#0000ff}{4}}=\color{#ef5350}{\frac{3}{2}}\) となります。 

 

次に、 \(\displaystyle y=\frac{1}{4}x^2\) 上の2点 \(\ (2,1)、(4,4)\) の平均変化率をみてみます。

微分係数 平均変化率とは

 

 

それでは 、\( y=f(x) \) のグラフに2点とって平均変化率(傾き)をみてみます。

 

\( y=f(x) \) は複雑に感じますが、やり方はいつもと同じです。

 

例えば…

\( y=x+1 \) のグラフは 

 \( x=1 \) のとき \( y=1+1=2 \)

 \( x=3 \) のとき \( y=3+1=4 \)

 

\( y=f(x) \) のグラフも同様に \( x \) に値を代入します。 

 

\( y=f(x) \) のグラフは

 \( x=1 \) のとき \( y=f(1) \)

 \( x=3 \) のとき \( y=f(3) \)

 \( x=a \) のとき \( y=f(a) \)

 \( x=a+h \) のとき \( y=f(a+h) \)

 

となります。

 

 

それでは 、\( y=f(x) \) 上の2点 \(\ (\ a,f(a)\ )、 (\ a+h,f(a+h)\ )\) の平均変化率(傾き)をみてみます。

微分係数 平均変化率 説明 

 

3. lim とは

微分係数の公式の lim について説明します。

 

 \( \displaystyle \lim_{ x \to 1 } x \)

リミットと読みます。リミットは英語で「極限」を意味する単語です。

リミットの下の \(x →1\) は、「\(x\) の値を限りなく \(1\) に近づける」という意味です。

lim 極限

 

 \( \displaystyle \lim_{ x \to 1 } x \)

意味は「\(x\) の値を限りなく \(1\) に近づける」

計算方法は「\(x\) に \(1\) を代入する」

となります。

 

4. 微分係数と接線の傾き

平均変化率、lim を説明しました。

なぜ、微分係数接線の傾きになるのでしょうか?

 

微分係数 平均変化率 説明 

 

このグラフの \(h\) を限りなく \(0\) に近づけていきます。

 

微分係数 極限 接線

 

 \(x\) 座標の \(a+h\) の \(h\) が \(0\) 近づいていくと、\(a+h\) は \(a\) に近づいていきます。 

2点を結ぶ赤線は下に降りていきます。

 

微分係数 接線 極限

 

 \(h\) が \(0\) に限界まで近づいたとき、赤線は \( x=a\) における接線の傾きになります。

 

微分係数 傾き 接線 極限 平均変化率

 

5. 微分係数の定義

微分係数の定義

微分係数 公式

微分係数の定義に従って、問題を解いていきます。

 

問題

\(定義に従って、次の\ x\ における微分係数を求めよ。\\ \\
(1) \ \ f(x)=2x-3\ \ \ \ (x=0) \\ \\
(2) \ \ f(x)=x^2\ \ \ \ \ (x=1) \\
\) 

解き方

微分係数 問題 定義 解き方

(1)の解答

微分係数_問題(1)

(2)の解答

微分係数 問題(2)

問題文に「定義に従って微分係数を求めよ」と書かれていたら、このように解きます。

微分係数の定義

 

6. 微分法の公式一覧

数学Ⅱ「微分法」で使う公式をPDF(A4)にまとめました。

演習の際にご活用ください。

公式

数学2 微分法 公式 まとめ 一覧

 

7. 微分法の問題

数学Ⅱ「微分法」の教科書の問題と解答をプリントにまとめています。

教科書の問題は出版社によって異なりますが、主要な教科書に目を通し、すべての問題を網羅するように作っています。

ぜひチェックしてみてください。

 

-数学Ⅱ
-

© 2025 学校よりわかりやすい高校数学