2次関数 $y = 2(x-2)^2 - 4$ の取り得る値の範囲(値域)を求める。

代数学二次関数値域平方完成放物線
2025/7/25

1. 問題の内容

2次関数 y=2(x2)24y = 2(x-2)^2 - 4 の取り得る値の範囲(値域)を求める。

2. 解き方の手順

与えられた2次関数は y=2(x2)24y = 2(x-2)^2 - 4 である。この関数は平方完成された形である。
(x2)2(x-2)^2 は常に0以上の値をとる。なぜなら、実数の2乗は必ず0以上になるからである。
したがって、
0(x2)20 \le (x-2)^2
となる。この不等式の両辺に2を掛けると、
02(x2)20 \le 2(x-2)^2
となる。さらに、両辺から4を引くと、
42(x2)24-4 \le 2(x-2)^2 - 4
となる。
したがって、
y4y \ge -4
これは、与えられた2次関数の最小値が-4であることを意味する。なぜなら、x=2x=2 のとき y=2(22)24=4y = 2(2-2)^2 - 4 = -4 であり、xx が他の値をとるとき、2(x2)22(x-2)^2 は正の値をとり、yy4-4 より大きくなるからである。
グラフは下に凸な放物線であるため、最大値は存在しない。したがって、yy4-4 以上のすべての値をとることができる。

3. 最終的な答え

y4y \ge -4

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