与えられた二次式 $a^2 + (34-1)a + (34-2)$ について、以下の条件における最大値を求めます。 * $a < -4$ のとき * $-4 \le a < 0$ のとき、最大値は35であることがわかっています。

代数学二次関数最大値平方完成
2025/8/11

1. 問題の内容

与えられた二次式 a2+(341)a+(342)a^2 + (34-1)a + (34-2) について、以下の条件における最大値を求めます。
* a<4a < -4 のとき
* 4a<0-4 \le a < 0 のとき、最大値は35であることがわかっています。

2. 解き方の手順

まず、二次式を整理します。
f(a)=a2+(341)a+(342)=a2+33a+32f(a) = a^2 + (34-1)a + (34-2) = a^2 + 33a + 32
次に、この二次関数の頂点の座標を求めます。平方完成を行うと、
f(a)=a2+33a+32=(a+332)2(332)2+32=(a+332)210894+1284=(a+332)29614=(a+332)2240.25f(a) = a^2 + 33a + 32 = (a + \frac{33}{2})^2 - (\frac{33}{2})^2 + 32 = (a + \frac{33}{2})^2 - \frac{1089}{4} + \frac{128}{4} = (a + \frac{33}{2})^2 - \frac{961}{4} = (a + \frac{33}{2})^2 - 240.25
頂点のaa座標は332=16.5-\frac{33}{2} = -16.5です。
a<4a < -4のとき、この範囲ではaaが増加するとf(a)f(a)も増加します。したがって、aa4-4に近づくほどf(a)f(a)の値は大きくなります。aa4-4のとき、f(4)=(4)2+33(4)+32=16132+32=84f(-4) = (-4)^2 + 33(-4) + 32 = 16 - 132 + 32 = -84となります。
4a<0-4 \le a < 0のとき、最大値は35であると与えられています。

3. 最終的な答え

a<4a < -4のときの最大値はa2+33a+32a^2 + 33a + 32
4a<0-4 \le a < 0のときの最大値は35

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