画像に写っている問題のうち、2番目の問題を解きます。この問題は、ある2次関数のグラフが $x=1$ のときに最小値をとり、さらに2点 $(-2, 8)$ と $(3, -2)$ を通るという情報から、その2次関数の式を求める問題です。

代数学二次関数二次方程式グラフ頂点方程式の解
2025/7/5

1. 問題の内容

画像に写っている問題のうち、2番目の問題を解きます。この問題は、ある2次関数のグラフが x=1x=1 のときに最小値をとり、さらに2点 (2,8)(-2, 8)(3,2)(3, -2) を通るという情報から、その2次関数の式を求める問題です。

2. 解き方の手順

2次関数の式を y=a(xp)2+qy = a(x-p)^2 + q とおきます。ここで、ppqq は頂点の座標です。問題文から、x=1x=1 で最小値をとるので、頂点の xx 座標は 11 です。したがって、p=1p=1 となります。よって、2次関数の式は y=a(x1)2+qy = a(x-1)^2 + q と表せます。
次に、このグラフが2点 (2,8)(-2, 8)(3,2)(3, -2) を通るという情報から、aaqq の値を求めます。2つの点をそれぞれ代入すると、以下の2つの式が得られます。
8=a(21)2+q8 = a(-2-1)^2 + q
2=a(31)2+q-2 = a(3-1)^2 + q
これを整理すると、
8=9a+q8 = 9a + q (1)
2=4a+q-2 = 4a + q (2)
(1)式から(2)式を引くと、
8(2)=9a4a+qq8 - (-2) = 9a - 4a + q - q
10=5a10 = 5a
a=2a = 2
a=2a = 2 を (2)式に代入すると、
2=4(2)+q-2 = 4(2) + q
2=8+q-2 = 8 + q
q=10q = -10
したがって、a=2a = 2, p=1p = 1, q=10q = -10 となります。よって、2次関数の式は y=2(x1)210y = 2(x-1)^2 - 10 となります。これを展開して整理すると、y=2(x22x+1)10=2x24x+210=2x24x8y = 2(x^2 - 2x + 1) - 10 = 2x^2 - 4x + 2 - 10 = 2x^2 - 4x - 8 となります。

3. 最終的な答え

y=2x24x8y = 2x^2 - 4x - 8

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