calculus

関連変化率

関連変化率の問題は、ある方程式で結ばれた 2 つ以上の変数の変化率を関係づける。時間に関する陰関数微分を用いる。

関連変化率の問題では、ある方程式で結ばれた複数の変化する量を扱い、一方の変化率がわかっているとき、もう一方を求める。

標準的な手順:

  1. 量とその関係(幾何の公式、物理法則)を特定する
  2. その関係を時間 tt について微分する——各変数を tt の関数とみなす陰関数微分。
  3. 既知の変数と変化率の値を代入する
  4. 未知の変化率について解く

代表的な問題:はしごが壁を滑り降りる(下端はどれくらいの速さで動くか)、円錐形のタンクに水が満たされる(水位はどれくらいの速さで上がるか)、2 台の車が交差点に近づく(両者の距離はどれくらいの速さで変化するか)。

立式の重要なコツ:微分するに決して数値を代入してはならない。すべてが変数のままの状態でまず微分し、それからその瞬間の値を代入する。