1. 問題の内容
与えられた2次関数 の最小値と、区間 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。
この式から、頂点の座標は であることがわかります。
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、 のとき、最小値は となります。
次に、区間 における最小値を考えます。
頂点 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、 が頂点から離れるほど の値は大きくなります。
したがって、区間の端点である で最小値をとります。
を元の式に代入すると、
したがって、区間 における最小値は となります。
3. 最終的な答え
最小値は
区間 における最小値は