$a$ を定数とするとき、2次関数 $y = x^2 + 2a$ の $-1 \le x \le 2$ における最大値と最小値、およびそれらを与える $x$ の値を求める問題です。

代数学二次関数最大値最小値定義域放物線
2025/6/29

1. 問題の内容

aa を定数とするとき、2次関数 y=x2+2ay = x^2 + 2a1x2-1 \le x \le 2 における最大値と最小値、およびそれらを与える xx の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 y=x2+2ay = x^2 + 2a を見ると、x2x^2 の係数が正であるため、下に凸の放物線であることがわかります。
軸は x=0x=0 です。
定義域が 1x2-1 \le x \le 2 であることから、軸(x=0x=0)は定義域に含まれます。
最小値は軸 x=0x=0 でとります。このとき y=02+2a=2ay = 0^2 + 2a = 2aです。
最大値は、x=1x = -1x=2x=2 のどちらか大きい方でとります。
x=1x = -1 のとき y=(1)2+2a=1+2ay = (-1)^2 + 2a = 1 + 2a
x=2x = 2 のとき y=22+2a=4+2ay = 2^2 + 2a = 4 + 2a
4+2a>1+2a4+2a > 1+2a なので、最大値は x=2x=2 のとき 4+2a4+2a となります。

3. 最終的な答え

最小値:x=0x=0 のとき y=2ay = 2a
最大値:x=2x=2 のとき y=4+2ay = 4 + 2a

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