関数 $y = 2x^2 - 8x + 10$ の $0 \le x \le a$ における最小値を求める問題です。$a$ の値によって最小値が変わるので、場合分けをして考えます。具体的には、$a$ がある値より大きいときに最小値が 2 になり、0 < $a$ < (そのある値) のときに最小値がどのような式になるかを求めます。

代数学二次関数最大・最小平方完成場合分け
2025/8/14

1. 問題の内容

関数 y=2x28x+10y = 2x^2 - 8x + 100xa0 \le x \le a における最小値を求める問題です。aa の値によって最小値が変わるので、場合分けをして考えます。具体的には、aa がある値より大きいときに最小値が 2 になり、0 < aa < (そのある値) のときに最小値がどのような式になるかを求めます。

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=2x28x+10=2(x24x)+10=2(x24x+44)+10=2(x2)28+10=2(x2)2+2y = 2x^2 - 8x + 10 = 2(x^2 - 4x) + 10 = 2(x^2 - 4x + 4 - 4) + 10 = 2(x - 2)^2 - 8 + 10 = 2(x - 2)^2 + 2
よって、この2次関数の頂点は (2, 2) であり、下に凸の放物線です。
次に、0xa0 \le x \le a における最小値を考えます。
場合分け 1: a2a \ge 2 のとき
区間 0xa0 \le x \le a が頂点の xx 座標である 2 を含むので、最小値は頂点の yy 座標である 2 となります。
場合分け 2: 0<a<20 < a < 2 のとき
区間 0xa0 \le x \le a は頂点を含まないため、最小値は x=ax = a のときの yy の値になります。
y=2(a2)2+2=2(a24a+4)+2=2a28a+8+2=2a28a+10y = 2(a - 2)^2 + 2 = 2(a^2 - 4a + 4) + 2 = 2a^2 - 8a + 8 + 2 = 2a^2 - 8a + 10

3. 最終的な答え

a2a \ge 2 のとき、最小値は 2。
0<a<20 < a < 2 のとき、最小値は 2a28a+102a^2 - 8a + 10
空欄ア: 2
空欄イ: 2a28a+102a^2 - 8a + 10

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