2次関数 $y = x^2 - ax + a$ の頂点のy座標の最大値を求める問題です。

代数学二次関数最大値平方完成
2025/8/1

1. 問題の内容

2次関数 y=x2ax+ay = x^2 - ax + a の頂点のy座標の最大値を求める問題です。

2. 解き方の手順

まず、与えられた2次関数を平方完成させ、頂点の座標を求めます。
y=x2ax+ay = x^2 - ax + a
y=(xa2)2(a2)2+ay = (x - \frac{a}{2})^2 - (\frac{a}{2})^2 + a
y=(xa2)2a24+ay = (x - \frac{a}{2})^2 - \frac{a^2}{4} + a
したがって、頂点の座標は (a2,a24+a)(\frac{a}{2}, -\frac{a^2}{4} + a) です。
次に、頂点のy座標である a24+a-\frac{a^2}{4} + a の最大値を求めます。これはaに関する2次関数なので、再び平方完成して最大値を求めます。
y=14a2+a=14(a24a)y_頂点 = -\frac{1}{4}a^2 + a = -\frac{1}{4}(a^2 - 4a)
y=14((a2)24)y_頂点 = -\frac{1}{4}((a - 2)^2 - 4)
y=14(a2)2+1y_頂点 = -\frac{1}{4}(a - 2)^2 + 1
yy_頂点a=2a=2 のときに最大値 11 をとります。

3. 最終的な答え

1

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