関数 $y = 2x^2 + 4x + c$ の $-2 \le x \le 1$ における最大値が7であるとき、定数 $c$ の値を求める問題です。

代数学二次関数最大値平方完成
2025/7/1

1. 問題の内容

関数 y=2x2+4x+cy = 2x^2 + 4x + c2x1-2 \le x \le 1 における最大値が7であるとき、定数 cc 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次関数を平方完成します。
y=2x2+4x+c=2(x2+2x)+c=2(x2+2x+11)+c=2((x+1)21)+c=2(x+1)22+cy = 2x^2 + 4x + c = 2(x^2 + 2x) + c = 2(x^2 + 2x + 1 - 1) + c = 2((x+1)^2 - 1) + c = 2(x+1)^2 - 2 + c
よって、 y=2(x+1)22+cy = 2(x+1)^2 - 2 + c となります。
この関数のグラフは、軸が x=1x = -1 の下に凸な放物線です。定義域 2x1-2 \le x \le 1 内に軸 x=1x = -1 が含まれているため、頂点 x=1x=-1 で最小値をとり、定義域の端点で最大値を取る可能性があります。
定義域の端点 x=2x=-2 のとき、 y=2(2+1)22+c=2(1)2+c=cy = 2(-2+1)^2 - 2 + c = 2(1) - 2 + c = c
定義域の端点 x=1x=1 のとき、 y=2(1+1)22+c=2(4)2+c=6+cy = 2(1+1)^2 - 2 + c = 2(4) - 2 + c = 6 + c
x=1x=1 のときのyyの値がx=2x=-2のときのyyの値よりも大きいので、最大値は x=1x=1 のときに取ります。
したがって、6+c=76 + c = 7 となるので、c=1c = 1 となります。

3. 最終的な答え

c=1c=1