問題34は、2次関数 $y = -x^2 + 2x + 2$ の最大値と最小値を求める問題です。問題35は、2次関数 $y = -x^2 - 2x + 3$ の $-2 \le x \le 1$ における最大値と最小値を求める問題です。

代数学二次関数最大値最小値平方完成放物線
2025/4/2

1. 問題の内容

問題34は、2次関数 y=x2+2x+2y = -x^2 + 2x + 2 の最大値と最小値を求める問題です。問題35は、2次関数 y=x22x+3y = -x^2 - 2x + 32x1-2 \le x \le 1 における最大値と最小値を求める問題です。

2. 解き方の手順

問題34:
まず、2次関数を平方完成します。
y=x2+2x+2=(x22x)+2=(x22x+11)+2=(x1)2+1+2=(x1)2+3y = -x^2 + 2x + 2 = -(x^2 - 2x) + 2 = -(x^2 - 2x + 1 - 1) + 2 = -(x - 1)^2 + 1 + 2 = -(x - 1)^2 + 3
この式から、グラフは上に凸の放物線であり、頂点の座標は (1,3)(1, 3) であることがわかります。
xx の範囲に制限がないので、最大値は頂点の yy 座標である 33 になります。最小値は存在しません。なぜなら、xx が無限に大きくなるにつれて、yy は負の無限大に近づくからです。
問題35:
同様に、2次関数を平方完成します。
y=x22x+3=(x2+2x)+3=(x2+2x+11)+3=(x+1)2+1+3=(x+1)2+4y = -x^2 - 2x + 3 = -(x^2 + 2x) + 3 = -(x^2 + 2x + 1 - 1) + 3 = -(x + 1)^2 + 1 + 3 = -(x + 1)^2 + 4
この式から、グラフは上に凸の放物線であり、頂点の座標は (1,4)(-1, 4) であることがわかります。
xx の範囲は 2x1-2 \le x \le 1 です。
頂点の xx 座標である 1-1 はこの範囲に含まれます。
次に、範囲の端点における yy の値を計算します。
x=2x = -2 のとき、y=(2)22(2)+3=4+4+3=3y = -(-2)^2 - 2(-2) + 3 = -4 + 4 + 3 = 3
x=1x = 1 のとき、y=(1)22(1)+3=12+3=0y = -(1)^2 - 2(1) + 3 = -1 - 2 + 3 = 0
頂点における yy 座標は 44 であり、端点における yy 座標は 3300 です。
したがって、最大値は頂点の yy 座標である 44 であり、最小値は x=1x = 1 のときの yy 座標である 00 です。

3. 最終的な答え

問題34:
最大値:3
最小値:なし
問題35:
最大値:4
最小値:0

「代数学」の関連問題

与えられた連立一次方程式について、係数行列の階数と解空間の次元を求める問題です。連立一次方程式は以下の通りです。 $x_1 + 2x_2 + 4x_3 - x_4 = 0$ $2x_1 + 5x_2 ...

線形代数連立一次方程式階数解空間行基本変形
2025/6/5

与えられた式を簡略化する問題です。式は次のとおりです。 $\frac{(a+b+c)^2 - (a^2+b^2+c^2)}{(a+b)^2+(b+c)^2+(c+a)^2 - 2(a^2+b^2+c^...

式の簡略化展開分数式
2025/6/5

与えられた数式を簡略化して評価します。数式は次のとおりです。 $\frac{9(a + b)^3 - (a + 2b)^3 - (2a + b)^3}{3ab(a + b)}$

式の展開式の簡略化多項式分数式
2025/6/5

与えられた数式を簡略化する問題です。数式は以下の通りです。 $1 + \sqrt{\frac{x}{y}} - \frac{2}{\sqrt{\frac{y}{x}}} + \frac{1}{1 - ...

数式簡略化代数式分数式平方根因数分解式の計算
2025/6/5

与えられた数式を簡略化する問題です。数式は以下の通りです。 $1 + \sqrt{\frac{x}{y}} - \frac{2}{\sqrt{\frac{y}{x}}} + \frac{1}{1 - ...

式の簡略化分数式代数計算
2025/6/5

3次方程式 $x^3 - 5x^2 + ax + b = 0$ が $3+2i$ を解に持つとき、実数の定数 $a, b$ の値と他の解を求めよ。

三次方程式複素数解解の公式係数の比較
2025/6/5

第3項が6、第7項が22である等差数列$\{a_n\}$について、以下の問いに答える。 (1) 初項と公差を求めよ。 (2) 一般項を求めよ。 (3) 第50項を求めよ。 (4) 50 は第何項か。

数列等差数列一般項初項公差
2025/6/5

与えられた18個の数式を計算し、結果を求める問題です。

展開平方根式の計算有理化
2025/6/5

与えられた数学の問題集から、指定された問題を解きます。具体的には、以下の問題を解きます。 (15) $(\sqrt{3}+2)^2 - \sqrt{48}$ (16) $(\sqrt{5}+3)(\s...

根号式の展開計算
2025/6/5

与えられた2次関数 $y=2x^2 + 4x$ を、平方完成を用いて $y=a(x-p)^2 + q$ の形に変形する問題です。

二次関数平方完成数式変形
2025/6/5