はい、承知しました。画像の問題を解いていきます。

代数学二次関数平方完成最大値最小値平行移動連立方程式
2025/4/17
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1. 問題の内容**

この問題は、2次関数に関する3つの小問から構成されています。
* **小問1:** 2次関数 y=14x23x+10y = \frac{1}{4}x^2 - 3x + 10 (2x82 \le x \le 8) の頂点の座標と軸の方程式、および最大値と最小値を求める問題。
* **小問2:** 2次関数 y=ax24ax+2y = ax^2 - 4ax + 2 (1x51 \le x \le 5, a>0a > 0) の最大値または最小値が与えられたときに、定数 aa の値を求める問題。
* **小問3:** 放物線 y=x2y = x^2 を平行移動して、2点(2,3)と(5,0)を通るようにしたときの2次関数を求める問題。
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2. 解き方の手順**

* **小問1**

1. 平方完成を行い、頂点の座標を求める。

y=14x23x+10=14(x212x)+10=14(x212x+3636)+10=14(x6)29+10=14(x6)2+1y = \frac{1}{4}x^2 - 3x + 10 = \frac{1}{4}(x^2 - 12x) + 10 = \frac{1}{4}(x^2 - 12x + 36 - 36) + 10 = \frac{1}{4}(x - 6)^2 - 9 + 10 = \frac{1}{4}(x - 6)^2 + 1
よって、頂点の座標は (6, 1)。軸の方程式は x=6x = 6

2. 定義域 $2 \le x \le 8$ における最大値と最小値を求める。頂点のx座標が定義域に含まれているので、頂点で最小値をとる。

x=2x = 2 のとき、y=14(26)2+1=14(16)+1=4+1=5y = \frac{1}{4}(2 - 6)^2 + 1 = \frac{1}{4}(16) + 1 = 4 + 1 = 5
x=8x = 8 のとき、y=14(86)2+1=14(4)+1=1+1=2y = \frac{1}{4}(8 - 6)^2 + 1 = \frac{1}{4}(4) + 1 = 1 + 1 = 2
したがって、x=2x = 2 で最大値5をとり、x=6x = 6 で最小値1をとる。
* **小問2**

1. $y = ax^2 - 4ax + 2$ を平方完成する。

y=a(x24x)+2=a(x24x+44)+2=a(x2)24a+2y = a(x^2 - 4x) + 2 = a(x^2 - 4x + 4 - 4) + 2 = a(x - 2)^2 - 4a + 2
頂点の座標は (2,4a+2)(2, -4a + 2)。軸の方程式は x=2x = 2

2. (1) 最大値が7のとき、$a > 0$ なので、頂点では最小値をとる。最大値は定義域の端点 $x = 5$ でとる。

x=5x = 5 のとき、y=a(52)24a+2=9a4a+2=5a+2=7y = a(5 - 2)^2 - 4a + 2 = 9a - 4a + 2 = 5a + 2 = 7
5a=55a = 5 より、a=1a = 1

3. (2) 最小値が -6 のとき、頂点が定義域 $1 \le x \le 5$ に含まれるので、頂点で最小値をとる。

4a+2=6-4a + 2 = -6
4a=8-4a = -8 より、a=2a = 2
* **小問3**

1. 求める2次関数を $y = x^2 + bx + c$ とおく。

2. (2, 3) と (5, 0) を通るので、以下の連立方程式が成り立つ。

3=22+2b+c3 = 2^2 + 2b + c
0=52+5b+c0 = 5^2 + 5b + c
整理すると
2b+c=12b + c = -1
5b+c=255b + c = -25

3. 連立方程式を解く。

上の式から下の式を引くと
3b=24-3b = 24
b=8b = -8
c=12b=12(8)=1+16=15c = -1 - 2b = -1 - 2(-8) = -1 + 16 = 15
よって、求める2次関数は y=x28x+15y = x^2 - 8x + 15
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3. 最終的な答え**

* **小問1**
* 頂点の座標: (6, 1)
* 軸の方程式: x=6x = 6
* 最大値: x=2x=2 で5
* 最小値: x=6x=6 で1
* **小問2**
* (1) a=1a = 1
* (2) a=2a = 2
* **小問3**
* y=x28x+15y = x^2 - 8x + 15

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