与えられた2次関数 $y = 2x^2 - 4x + 5$ の最小値と、区間 $-3 \le x \le -1$ における最小値を求める問題です。

代数学二次関数最小値平方完成グラフ
2025/8/8

1. 問題の内容

与えられた2次関数 y=2x24x+5y = 2x^2 - 4x + 5 の最小値と、区間 3x1-3 \le x \le -1 における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2次関数を平方完成します。
y=2x24x+5=2(x22x)+5=2(x22x+11)+5=2(x1)22+5=2(x1)2+3y = 2x^2 - 4x + 5 = 2(x^2 - 2x) + 5 = 2(x^2 - 2x + 1 - 1) + 5 = 2(x - 1)^2 - 2 + 5 = 2(x - 1)^2 + 3
この式から、頂点の座標は (1,3)(1, 3) であることがわかります。
x2x^2 の係数が正であるため、この2次関数は下に凸のグラフを持ちます。
したがって、x=1x = 1 のとき、最小値は 33 となります。
次に、区間 3x1-3 \le x \le -1 における最小値を考えます。
頂点 x=1x = 1 はこの区間には含まれません。
下に凸のグラフであるため、xx が頂点から離れるほど yy の値は大きくなります。
したがって、区間の端点である x=1x = -1 で最小値をとります。
x=1x = -1 を元の式に代入すると、
y=2(1)24(1)+5=2(1)+4+5=2+4+5=11y = 2(-1)^2 - 4(-1) + 5 = 2(1) + 4 + 5 = 2 + 4 + 5 = 11
したがって、区間 3x1-3 \le x \le -1 における最小値は 1111 となります。

3. 最終的な答え

最小値は 33
区間 3x1-3 \le x \le -1 における最小値は 1111

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