平均変化率計算機
Free任意の関数f(x)(多項式、三角関数、対数、平方根など)の区間[a, b]における平均変化率を計算し、関数とその割線のグラフも表示します。
すべてブラウザ内で動作します。
例
サポートされる構文
+ − * / ^、括弧、x、pi、e、sin cos tan asin acos atan sinh cosh tanh ln log log10 log2 sqrt cbrt abs exp
最近のアクティビティ
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f(x)=x^2 on [1, 3] = 4
16時間前
このツールの機能
このツールは、多項式、三角関数、対数、根号などを含む任意の関数f(x)の区間[a, b]における平均変化率を計算し、関数と両端点を結ぶ割線の両方をグラフに描きます。
仕組み
あなたの関数は、+、−、*、/、^、括弧、変数x、定数piとe、そしてsin、cos、tan、ln、log、sqrt、absなどの関数を理解する小さな式パーサー(JavaScriptのeval()ではありません)によって解析されます。平均変化率は標準的な差分商です:平均変化率 = (f(b) − f(a)) ÷ (b − a)、これは2点(a, f(a))と(b, f(b))を通る割線の傾きです。同じ傾きと開始点が割線の方程式 y = 平均変化率 × (x − a) + f(a) を定義し、これがグラフ上で関数の曲線とともに描かれます。
解決できる問題
- 平均変化率と割線に関する微積分の宿題や試験問題を解く。
- 導関数や接線に進む前に、割線が関数の曲線とどう関係するかを可視化する。
- 物理学、経済学、生物学の問題(平均速度、平均成長率などの類似量)における平均変化率を見積もる。
よくある質問
›平均変化率と導関数の違いは何ですか?
平均変化率は、区間[a, b]全体にわたって関数が平均してどれだけ変化するかを測るもので、両端点を結ぶ直線(割線)の傾きです。導関数は単一の正確な点における瞬間変化率、つまりその点での曲線の接線の傾きを測るものです。区間が単一の点に向かって縮小するにつれて、平均変化率は導関数に近づきます。
›なぜ [1, 3] における x² の平均変化率はちょうど4なのですか?
f(x) = x² の場合、任意の区間[a, b]における平均変化率は代数的に常にちょうど a + b に簡約されます。これは自分でも確認できるきれいな恒等式です:(b² − a²) ÷ (b − a) = (b − a)(b + a) ÷ (b − a) = a + b。[1, 3]では 1 + 3 = 4 となり、計算機が返す結果と一致します。
›なぜ直線の平均変化率は決して変わらないのですか?
線形関数は定義上どこでも同じ傾きを持つため、その上の任意の2点間の割線は関数自身の直線そのものです。これは、区間がどれだけ広くても狭くても、任意の区間における平均変化率が常にその一定の傾きに等しいことを意味します。
›区間の端点でエラーが出た場合、それは何を意味しますか?
これは、a または b で関数が定義されていないか、実数を生成しないことを意味します。よくある原因は、負の数の平方根や対数を取ること、またはゼロで割ることで、これらはすべてその点における関数の定義域外にあります。問題となる値を避ける別の区間を試してください。
›このツールはユーザー入力をJavaScriptのeval()に通しますか?
いいえ。関数の入力は、数値、変数x、名前付き関数と定数の固定リスト、標準演算子のみを認識する、専用に構築された小さな数式パーサーによって解析されます。任意のコードを実行することは決してなく、これがまさにeval()を避けている理由です。
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