与えられた2次関数を平方完成し、$y = (x-p)^2 + q$ の形に変形します。対象となる関数は以下の4つです。 (1) $y = x^2 + 2x$ (2) $y = x^2 + 4x + 5$ (3) $y = x^2 + 3x$ (4) $y = x^2 + x - 2$

代数学二次関数平方完成
2025/7/6
はい、承知いたしました。与えられた2次関数を y=(xp)2+qy = (x-p)^2 + q の形に変形(平方完成)します。

1. 問題の内容

与えられた2次関数を平方完成し、y=(xp)2+qy = (x-p)^2 + q の形に変形します。対象となる関数は以下の4つです。
(1) y=x2+2xy = x^2 + 2x
(2) y=x2+4x+5y = x^2 + 4x + 5
(3) y=x2+3xy = x^2 + 3x
(4) y=x2+x2y = x^2 + x - 2

2. 解き方の手順

平方完成の手順は以下の通りです。
(1) x2x^2 の係数で x2x^2xx の項をくくる(今回は x2x^2 の係数が1なので、不要です)。
(2) xx の係数の半分の2乗を足して引く。
(3) (x+(xの係数/2))2(x + (xの係数/2))^2 の形を作る。
(4) 定数項を整理する。
それぞれの関数について、具体的に計算していきます。
(1) y=x2+2xy = x^2 + 2x
xx の係数は2なので、その半分は1です。
y=x2+2x+1212y = x^2 + 2x + 1^2 - 1^2
y=(x+1)21y = (x + 1)^2 - 1
(2) y=x2+4x+5y = x^2 + 4x + 5
xx の係数は4なので、その半分は2です。
y=x2+4x+2222+5y = x^2 + 4x + 2^2 - 2^2 + 5
y=(x+2)24+5y = (x + 2)^2 - 4 + 5
y=(x+2)2+1y = (x + 2)^2 + 1
(3) y=x2+3xy = x^2 + 3x
xx の係数は3なので、その半分は 32\frac{3}{2} です。
y=x2+3x+(32)2(32)2y = x^2 + 3x + (\frac{3}{2})^2 - (\frac{3}{2})^2
y=(x+32)294y = (x + \frac{3}{2})^2 - \frac{9}{4}
(4) y=x2+x2y = x^2 + x - 2
xx の係数は1なので、その半分は 12\frac{1}{2} です。
y=x2+x+(12)2(12)22y = x^2 + x + (\frac{1}{2})^2 - (\frac{1}{2})^2 - 2
y=(x+12)2142y = (x + \frac{1}{2})^2 - \frac{1}{4} - 2
y=(x+12)21484y = (x + \frac{1}{2})^2 - \frac{1}{4} - \frac{8}{4}
y=(x+12)294y = (x + \frac{1}{2})^2 - \frac{9}{4}

3. 最終的な答え

(1) y=(x+1)21y = (x + 1)^2 - 1
(2) y=(x+2)2+1y = (x + 2)^2 + 1
(3) y=(x+32)294y = (x + \frac{3}{2})^2 - \frac{9}{4}
(4) y=(x+12)294y = (x + \frac{1}{2})^2 - \frac{9}{4}

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