つなぎ目でなめらかな関数

x≤1x \le 1 のとき f(x)=x2f(x) = x^2 、x>1x > 1 のとき f(x)=cx+df(x) = cx + d と定める。f(x)f(x) がすべての実数 xx で微分可能となるように定数 c,dc, d を定めよ。

この頁は既定のパラメータ(つなぎ目 p = 1, 係数 b = 0)での解答例です。

東北大学 2026年度 理系第3問 の形式を参考に作成したオリジナル問題です(実際の入試問題ではありません)。

解答

解説(ステップ)

  1. 1接続点で左右の微分係数を一致させます
    c=2p+b=2c = 2p+b = 2
  2. 2次に左右の関数値を一致させ、d を求めます
    p2+bp=cp+d ⇒ d=−p2=−1p^2+bp=cp+d\ \Rightarrow\ d = -p^2 = -1

この解法は人手で実装し、単体テストで検証しています(自動生成の答案ではありません)。

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