微分係数がプラスなら関数は増える、符号で増減を読む
の における微分係数は です。正の値なので、 のあたりで は増えています。
では 。負なので、そのあたりでは減っている。
微分係数の符号だけで、グラフが上がっているか下がっているかが分かります[1]。
接線の傾きとして読む
微分係数は接線の傾きでした。傾きが正の直線は右上がり、負の直線は右下がりです。
曲線も、狭い範囲では接線とほとんど重なります。だから接線の向きが、そのあたりでの曲線の向きになる。
接線が右上がり。 を少し増やすと も増える
接線が右下がり。 を少し増やすと は減る
のときは接線が水平です。そこだけでは増えているとも減っているとも言えません。
帯が上を向いている区間ではグラフが上り、下を向いている区間では下ります。帯が横軸を横切る場所で向きが変わる。
単調増加という言葉
区間のあいだずっと値が増え続けるとき、その関数はその区間で単調増加といいます。減り続けるなら単調減少[2]。
ならいつでも になる、というのが単調増加の中身です。
区間のすべての点で なら、その区間で単調増加になります。逆も向きを弱めた形で成り立つ。
例: を区間で分ける
の導関数は です。符号は の符号でそのまま決まります。
では なので単調増加。 では なので単調減少です。
で となり、ここが向きの変わり目。放物線の頂点にあたります。
区間 をとれば、そこでは 、 とどちらも正なので単調増加です。
例:3 次関数で区間を分ける
の導関数は です。
では も も負なので積は正。単調増加になります。
では が正で が負なので積は負。単調減少です。
では両方とも正で積も正。ふたたび単調増加になります。
| 区間 | の符号 | 増減 |
|---|---|---|
| 正 | 増える | |
| 負 | 減る | |
| 正 | 増える |
導関数を因数分解すると符号がすぐ読めます。だから増減を調べるときは、まず因数分解を試みる。
でも増え続けることがある
なら単調増加ですが、その逆は少しずれます。単調増加でも になる点がありうる[3]。
がその例です。導関数 は で になります。
それでも は増え続けています。 に対して で、値の順序が保たれている。

は 1 点だけです。1 点で傾きが になっても、その前後で正なら値は上がり続けます。
だから「単調増加ならば 」となり、等号を含む形になります。
が単調増加を導くのは正しいが、逆向きには等号が入る。
の原点のように、傾きが一瞬 になるだけの点があるため。
つねに増える条件を求める
導関数の符号を全体で正に保てるか、という問題がよく出ます。
がつねに単調増加になる の範囲を出します。
導関数は 。これがすべての で 以上ならよい。
下に凸の 2 次関数なので、判別式が 以下であれば条件を満たします。
から です。等号のとき は 1 点で になりますが、増加は保たれます。
放物線が横軸の上にとどまるか、1 点で触れるか。そこまでが条件を満たす範囲です。
例:減る区間を持たない 3 次関数
を調べます。導関数は です。
判別式は で負。横軸と交わらないので、導関数はつねに正になります。
このグラフには山も谷もありません。ずっと右上がりの 3 次関数です。
と平方完成しても、最小値が で正だと分かります。
導関数を求める
符号が変わる場所を探す
区間ごとに正か負かを決める
になる点を境にするのが基本ですが、境で符号が変わらないこともあります。次の問題がその形。
の増減について、正しいのはどれですか。
- すべての で増加する
- で減り、 で増える
- の前後で増減が入れかわる
符号が変わる場所を見つければ、区間の切れ目が決まります。あとは各区間で正か負かを言うだけです。

















導関数は 3x2−12x+12=3(x−2)2 です。x=2 で 0 になりますが、それ以外ではつねに正。符号が変わらないので、増加が途切れません。