関数 $y = 2x^2 + 4x + c$ の $-2 \le x \le 1$ における最大値が7であるとき、定数 $c$ の値を求める問題です。

代数学二次関数最大値平方完成定義域
2025/7/21

1. 問題の内容

関数 y=2x2+4x+cy = 2x^2 + 4x + c2x1-2 \le x \le 1 における最大値が7であるとき、定数 cc の値を求める問題です。

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=2x2+4x+c=2(x2+2x)+c=2(x2+2x+11)+c=2(x+1)22+cy = 2x^2 + 4x + c = 2(x^2 + 2x) + c = 2(x^2 + 2x + 1 - 1) + c = 2(x+1)^2 - 2 + c
よって、 y=2(x+1)2+(c2)y = 2(x+1)^2 + (c-2) となります。
この関数の頂点は (1,c2)(-1, c-2) です。定義域 2x1-2 \le x \le 1 の範囲における関数の最大値を考えます。
x=1x=-1 は定義域に含まれているので、頂点における値が最小値になります。
最大値を考えるため、定義域の端点における値を比較します。
x=2x=-2 のとき y=2(2+1)2+(c2)=2(1)+c2=cy = 2(-2+1)^2 + (c-2) = 2(1) + c - 2 = c
x=1x=1 のとき y=2(1+1)2+(c2)=2(4)+c2=8+c2=c+6y = 2(1+1)^2 + (c-2) = 2(4) + c - 2 = 8 + c - 2 = c + 6
ccc+6c+6 を比較すると、c+6>cc+6 > c であるため、x=1x=1 のとき最大値 c+6c+6 をとります。
問題文より、最大値は7であるので、c+6=7c+6 = 7
これを解くと、c=76=1c = 7 - 6 = 1

3. 最終的な答え

c=1c = 1

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