技術士 過去問
令和7年度(2025年)
問14 (基礎科目「解析に関するもの」 問2)

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問題

技術士試験 令和7年度(2025年) 問14(基礎科目「解析に関するもの」 問2) (訂正依頼・報告はこちら)

関数f(x,y)=2x2+xy−y2の(x,y)=(2,1)における最急勾配の長さ‖gradf‖として最も適切なものはどれか。なお、gradfは関数fの勾配を表し、gradf=(∂f/∂x,∂f/∂y)である。
  • 9
  • 3
  • √5
  • (9,0)
  • √26

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この過去問の解説 (3件)

01

まず関数f(x,y)=2x2+xy−y2の勾配(グラディエント)を求めます。

関数f(x,y)の偏微分を行うと、∂x/∂f​=4x+y, ∂y/∂f​=x−2yです。

点 (2,1) での値を代入すると、gradf(2,1)=(4⋅2+1,2−2⋅1)=(9,0)となります。

最急勾配の長さは、‖gradf‖=(92+021/2​=9となります。

従って9が正解です。

選択肢1. 9

この選択肢が適切で正解です。

選択肢2. 3

この選択肢は不適切です。

選択肢3. √5

この選択肢は不適切です。

選択肢4. (9,0)

この選択肢は不適切です。

選択肢5. √26

この選択肢は不適切です。

まとめ

最急勾配の長さ‖gradf‖の求め方と偏微分は理解しておきましょう。

参考になった数2

02

関数f(x,y)=2x2+xy−y2の(x,y)=(2,1)における最急勾配の長さ‖gradf‖を求める問題です。

 

grad f =(∂f/∂x,∂f/∂y)=(4x+y , x-2y)

(x , y)=(2 , 1)であるときのgrad f を求めます。

grad f=(4x+y , x-2y)=(9 , 0)

 

最急勾配の長さ ‖gradf‖=√(92+02)=9

選択肢1. 9

冒頭解説の計算通りです

参考になった数0

03

この問題では、まず勾配gradfを求めて、そのあとで長さを計算します。

選択肢1. 9

これが最も適切です。


関数f(x,y)=2x²+xy−y²
をそれぞれ微分すると、

∂f/∂x=4x+y
∂f/∂y=x−2y

です。

 

これに(x,y)=(2,1)を代入すると、

∂f/∂x=4×2+1=9
∂f/∂y=2−2×1=0

なので、

gradf=(9,0)

です。

 

勾配の長さは、

‖gradf‖=√(9²+0²)=√81=9

となります。
したがって、答えは9です。

参考になった数0