2次関数 $y = x^2 - 4x + 5$ の、$0 \le x \le 3$ における最大値と最小値を求めます。

代数学二次関数最大値最小値平方完成グラフ
2025/7/16

1. 問題の内容

2次関数 y=x24x+5y = x^2 - 4x + 5 の、0x30 \le x \le 3 における最大値と最小値を求めます。

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=x24x+5=(x24x+4)+54=(x2)2+1y = x^2 - 4x + 5 = (x^2 - 4x + 4) + 5 - 4 = (x - 2)^2 + 1
この式から、頂点の座標が(2,1)(2, 1)であることがわかります。また、このグラフは下に凸な放物線です。
次に、定義域 0x30 \le x \le 3 における関数の値を調べます。
* x=0x = 0 のとき: y=(02)2+1=4+1=5y = (0 - 2)^2 + 1 = 4 + 1 = 5
* x=2x = 2 のとき: y=(22)2+1=0+1=1y = (2 - 2)^2 + 1 = 0 + 1 = 1
* x=3x = 3 のとき: y=(32)2+1=1+1=2y = (3 - 2)^2 + 1 = 1 + 1 = 2
したがって、定義域内で、x=0x = 0 のとき最大値 55 をとり、x=2x = 2 のとき最小値 11 をとります。

3. 最終的な答え

最大値: 5
最小値: 1

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