長方形ABCDにおいて、2辺ABとBCの長さの和が8cmであるとき、長方形の面積の最大値を求める問題です。

代数学最大値二次関数平方完成最適化
2025/7/7

1. 問題の内容

長方形ABCDにおいて、2辺ABとBCの長さの和が8cmであるとき、長方形の面積の最大値を求める問題です。

2. 解き方の手順

ABの長さをxx、BCの長さをyyとします。問題文より、
x+y=8x + y = 8
y=8xy = 8 - x
長方形の面積Sは、
S=xy=x(8x)=8xx2S = xy = x(8-x) = 8x - x^2
S=x2+8xS = -x^2 + 8x
SSを最大にするxxを求めるために、平方完成します。
S=(x28x)S = -(x^2 - 8x)
S=(x28x+1616)S = -(x^2 - 8x + 16 - 16)
S=(x4)2+16S = -(x - 4)^2 + 16
SSが最大になるのは、x=4x = 4のときで、その最大値は1616となります。
このとき、y=8x=84=4y = 8 - x = 8 - 4 = 4となります。
したがって、面積の最大値は16cm216 cm^2です。

3. 最終的な答え

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