二次関数 $y = -x^2 - 2x - 5$ のグラフの頂点の座標と、グラフの向き(上に凸か下に凸か)を求める問題です。

代数学二次関数平方完成グラフ頂点上に凸下に凸
2025/4/8

1. 問題の内容

二次関数 y=x22x5y = -x^2 - 2x - 5 のグラフの頂点の座標と、グラフの向き(上に凸か下に凸か)を求める問題です。

2. 解き方の手順

まず、与えられた二次関数を平方完成します。
y=x22x5y = -x^2 - 2x - 5
y=(x2+2x)5y = -(x^2 + 2x) - 5
y=(x2+2x+11)5y = -(x^2 + 2x + 1 - 1) - 5
y=((x+1)21)5y = -((x + 1)^2 - 1) - 5
y=(x+1)2+15y = -(x + 1)^2 + 1 - 5
y=(x+1)24y = -(x + 1)^2 - 4
平方完成された式 y=(x+1)24y = -(x + 1)^2 - 4 から、頂点の座標を読み取ります。頂点の xx 座標は (x+1)=0(x + 1) = 0 となる xx の値、つまり x=1x = -1 です。頂点の yy 座標は、y=(x+1)24y = -(x + 1)^2 - 4(x+1)2=0(x + 1)^2 = 0 の時の値、つまり y=4y = -4 です。
したがって、頂点の座標は (1,4)(-1, -4) です。
次に、グラフの向きを判断します。二次関数の x2x^2 の係数に注目します。y=x22x5y = -x^2 - 2x - 5 では、x2x^2 の係数は 1-1 です。係数が負なので、グラフは上に凸です。

3. 最終的な答え

頂点: (1,4)(-1, -4)
グラフの向き: 上に凸

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