関数 $y = |x^2 - x|$ のグラフを描く問題です。

解析学関数のグラフ絶対値二次関数放物線
2025/8/14

1. 問題の内容

関数 y=x2xy = |x^2 - x| のグラフを描く問題です。

2. 解き方の手順

まず、y=x2xy = x^2 - x のグラフを描きます。次に、このグラフで y<0y < 0 の部分を xx 軸に関して対称に折り返すと、求めるグラフ y=x2xy = |x^2 - x| が得られます。
y=x2xy = x^2 - x を平方完成すると、
y=(x12)214y = (x - \frac{1}{2})^2 - \frac{1}{4}
となります。これは、頂点が (12,14)(\frac{1}{2}, -\frac{1}{4}) の下に凸な放物線です。
また、x2x=0x^2 - x = 0 を解くと、x(x1)=0x(x-1) = 0 より、x=0x = 0 または x=1x = 1 が得られます。したがって、y=x2xy = x^2 - x のグラフは、xx 軸と (0,0)(0, 0)(1,0)(1, 0) で交わります。
y=x2xy = |x^2 - x| のグラフを描くには、まず y=x2xy = x^2 - x のグラフを描き、y<0y < 0 の部分、つまり、0<x<10 < x < 1 の範囲を xx 軸に関して対称に折り返します。
このグラフは、x=0x=0x=1x=1xx 軸と交わり、x=12x=\frac{1}{2} で極大値を持ちます。その値は、(12)212=14=14|(\frac{1}{2})^2 - \frac{1}{2}| = |-\frac{1}{4}| = \frac{1}{4}です。

3. 最終的な答え

グラフは、下に凸な放物線の一部と、それを折り返したもので、x=0x=0x=1x=1xx 軸と交わり、x=1/2x=1/2y=1/4y=1/4 の極大値を持つグラフになります。図示はできませんが、上記の手順でグラフを描くことができます。

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