2次関数 $y = x^2 - 2x + 3$ の $-2 \le x < 2$ の範囲におけるとり得る値の範囲を求める問題です。

代数学二次関数関数の最大・最小平方完成
2025/7/31

1. 問題の内容

2次関数 y=x22x+3y = x^2 - 2x + 32x<2-2 \le x < 2 の範囲におけるとり得る値の範囲を求める問題です。

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=x22x+3=(x1)21+3=(x1)2+2y = x^2 - 2x + 3 = (x - 1)^2 - 1 + 3 = (x - 1)^2 + 2
これにより、この2次関数の頂点の座標が(1,2)(1, 2)であることがわかります。
また、この関数は下に凸の放物線です。
次に、与えられた範囲 2x<2-2 \le x < 2 における関数の値を考えます。
x=2x = -2 のとき、
y=(2)22(2)+3=4+4+3=11y = (-2)^2 - 2(-2) + 3 = 4 + 4 + 3 = 11
x=2x = 2 のとき、
y=(2)22(2)+3=44+3=3y = (2)^2 - 2(2) + 3 = 4 - 4 + 3 = 3
範囲 2x<2-2 \le x < 2 に頂点の xx 座標である x=1x = 1 が含まれており、そのときの yy の値は頂点の yy 座標である y=2y = 2 です。
x=2x = -2 のとき y=11y = 11 であり、これは範囲の左端の値です。
x<2x < 2 であるため、x=2x = 2 を含みません。よって、yy の値は 33 より小さい値を取ります。
最小値は頂点の yy 座標である 22 です。
したがって、2y<112 \le y < 11となります。

3. 最終的な答え

2y<112 \le y < 11

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