2次関数 $y = 2x^2 - 2x + 1$ の $-1 \le x \le 0$ における最大値と最小値を求める問題です。

代数学二次関数最大値最小値平方完成定義域
2025/6/26

1. 問題の内容

2次関数 y=2x22x+1y = 2x^2 - 2x + 11x0-1 \le x \le 0 における最大値と最小値を求める問題です。

2. 解き方の手順

まず、与えられた2次関数を平方完成します。
y=2x22x+1y = 2x^2 - 2x + 1
y=2(x2x)+1y = 2(x^2 - x) + 1
y=2(x2x+1414)+1y = 2\left(x^2 - x + \frac{1}{4} - \frac{1}{4}\right) + 1
y=2((x12)214)+1y = 2\left(\left(x - \frac{1}{2}\right)^2 - \frac{1}{4}\right) + 1
y=2(x12)212+1y = 2\left(x - \frac{1}{2}\right)^2 - \frac{1}{2} + 1
y=2(x12)2+12y = 2\left(x - \frac{1}{2}\right)^2 + \frac{1}{2}
この式から、頂点の座標は (12,12)\left(\frac{1}{2}, \frac{1}{2}\right) であることがわかります。
また、x2x^2 の係数が正なので、下に凸のグラフです。
したがって、軸は x=12x = \frac{1}{2} です。
次に、定義域 1x0-1 \le x \le 0 における関数の最大値と最小値を調べます。
定義域の端点である x=1x = -1x=0x = 0 のときの yy の値を計算します。
x=1x = -1 のとき、
y=2(1)22(1)+1=2(1)+2+1=2+2+1=5y = 2(-1)^2 - 2(-1) + 1 = 2(1) + 2 + 1 = 2 + 2 + 1 = 5
x=0x = 0 のとき、
y=2(0)22(0)+1=00+1=1y = 2(0)^2 - 2(0) + 1 = 0 - 0 + 1 = 1
定義域 1x0-1 \le x \le 0 において、x=1x = -1 のとき y=5y = 5 であり、x=0x = 0 のとき y=1y = 1 です。
頂点の xx 座標は 12\frac{1}{2} なので、定義域の中に頂点はありません。
したがって、定義域 1x0-1 \le x \le 0 における最大値は 55 (x = -1のとき) であり、最小値は 11 (x = 0のとき)です。

3. 最終的な答え

最大値は 5、最小値は 1

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