関数 $y = 2(x-a)^2 + 2$ の $2 \le x \le 4$ における最大値を求める問題です。パラメータ $a$ の値によって、最大値を取る $x$ の値とその最大値が変化するため、条件に応じて空欄を埋めます。

代数学二次関数最大値放物線グラフ
2025/8/6

1. 問題の内容

関数 y=2(xa)2+2y = 2(x-a)^2 + 22x42 \le x \le 4 における最大値を求める問題です。パラメータ aa の値によって、最大値を取る xx の値とその最大値が変化するため、条件に応じて空欄を埋めます。

2. 解き方の手順

まず、y=2(xa)2+2y = 2(x-a)^2 + 2 のグラフは、下に凸の放物線であり、軸は x=ax = a です。定義域が 2x42 \le x \le 4 であることを考慮して、軸 x=ax=a の位置によって最大値を取る場所が異なります。
i) a<3a < 3のとき
x=ax = a が区間 [2,4][2, 4] の左側にある場合、x=4x=4 で最大値をとります。
最大値は y=2(4a)2+2y = 2(4-a)^2 + 2 です。
したがって、a<2a < 2 のとき、x=4x=4 で最大値 2(4a)2+22(4-a)^2 + 2 となります。
ii) 3a3 \le aのとき
x=ax = a が区間 [2,4][2, 4] の右側にある場合、x=2x=2 で最大値をとります。
最大値は y=2(2a)2+2y = 2(2-a)^2 + 2 です。
したがって、4a4 \le a のとき、x=2x=2 で最大値 2(2a)2+22(2-a)^2 + 2 となります。
問題は、2x42 \le x \le 4 なので、
i) a<3a < 3 ではないかと予想して、a<2a < 2
ii) 3a3 \le a ではないかと予想して、4a4 \le a

3. 最終的な答え

i) a<2a < 2 のとき、x=4x = 4 で最大値 2(4a)2+22(4-a)^2 + 2
ii) 4a4 \le a のとき、x=2x = 2 で最大値 2(2a)2+22(2-a)^2 + 2

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