関数 $y = 2x^2 - 4x + 3$ について、$0 < x < 3$ の範囲における最大値と最小値を求める問題です。もし最大値または最小値が存在しない場合は、「なし」と答えます。

代数学二次関数最大値最小値平方完成定義域
2025/4/7

1. 問題の内容

関数 y=2x24x+3y = 2x^2 - 4x + 3 について、0<x<30 < x < 3 の範囲における最大値と最小値を求める問題です。もし最大値または最小値が存在しない場合は、「なし」と答えます。

2. 解き方の手順

まず、与えられた関数を平方完成します。
y=2x24x+3=2(x22x)+3y = 2x^2 - 4x + 3 = 2(x^2 - 2x) + 3
y=2(x22x+11)+3=2((x1)21)+3y = 2(x^2 - 2x + 1 - 1) + 3 = 2((x-1)^2 - 1) + 3
y=2(x1)22+3=2(x1)2+1y = 2(x-1)^2 - 2 + 3 = 2(x-1)^2 + 1
したがって、y=2(x1)2+1y = 2(x-1)^2 + 1 と変形できます。
この関数は、x=1x=1 を軸とする下に凸の放物線です。定義域は 0<x<30 < x < 3 なので、軸 x=1x=1 は定義域に含まれます。
x=1x=1 のとき、y=2(11)2+1=1y = 2(1-1)^2 + 1 = 1 となり、これが最小値の候補となります。
ただし、0<x<30 < x < 3 であるため、x=0x=0 および x=3x=3 は定義域に含まれません。
x=0x=0 に近づくとき、yy2(01)2+1=2+1=32(0-1)^2 + 1 = 2 + 1 = 3 に近づきます。
x=3x=3 に近づくとき、yy2(31)2+1=2(2)2+1=8+1=92(3-1)^2 + 1 = 2(2)^2 + 1 = 8 + 1 = 9 に近づきます。
x=3x=3 に近づくときに、yy の値は 99 に近づきます。しかし、x=3x=3 は定義域に含まれないので、最大値は存在しません。
よって、最小値は x=1x=1 のとき y=1y=1 であり、最大値は存在しません。

3. 最終的な答え

最大値: なし (x=x= なし のとき) 最小值: 1

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