与えられた関数 $f(x) = 2x^2 + 6x + 9$ の、$0 \leq x \leq 2$ の範囲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関数の増減
2025/7/23

1. 問題の内容

与えられた関数 f(x)=2x2+6x+9f(x) = 2x^2 + 6x + 9 の、0x20 \leq x \leq 2 の範囲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

まず、与えられた関数を平方完成します。
f(x)=2x2+6x+9=2(x2+3x)+9=2(x2+3x+(3/2)2(3/2)2)+9=2(x+3/2)22(9/4)+9=2(x+3/2)29/2+18/2=2(x+3/2)2+9/2f(x) = 2x^2 + 6x + 9 = 2(x^2 + 3x) + 9 = 2(x^2 + 3x + (3/2)^2 - (3/2)^2) + 9 = 2(x + 3/2)^2 - 2(9/4) + 9 = 2(x + 3/2)^2 - 9/2 + 18/2 = 2(x + 3/2)^2 + 9/2
したがって、f(x)=2(x+3/2)2+9/2f(x) = 2(x + 3/2)^2 + 9/2 となります。
次に、与えられた範囲 0x20 \leq x \leq 2 での関数の増減を調べます。
f(x)f(x)x=3/2x = -3/2 を軸とする下に凸の放物線です。与えられた範囲 0x20 \leq x \leq 2 において、f(x)f(x)は単調増加です。
範囲の端における値を計算します。
f(0)=2(0)2+6(0)+9=9f(0) = 2(0)^2 + 6(0) + 9 = 9
f(2)=2(2)2+6(2)+9=8+12+9=29f(2) = 2(2)^2 + 6(2) + 9 = 8 + 12 + 9 = 29
範囲内で軸の値 x=3/2x = -3/2 は存在しません。したがって、最小值はx=0x=0のとき、f(0)=9f(0)=9 であり、最大値はx=2x=2のとき、f(2)=29f(2)=29です。

3. 最終的な答え

最小値: 9
最大値: 29

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