与えられた関数 $y = x^2 - 2x - 1$ において、定義域が $-1 \leq x \leq 1$ であるときの $y$ の取りうる値の範囲(値域)を求めます。

代数学二次関数平方完成値域最大値最小値
2025/4/21

1. 問題の内容

与えられた関数 y=x22x1y = x^2 - 2x - 1 において、定義域が 1x1-1 \leq x \leq 1 であるときの yy の取りうる値の範囲(値域)を求めます。

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=x22x1=(x1)22y = x^2 - 2x - 1 = (x - 1)^2 - 2
この式から、頂点の座標が (1,2)(1, -2) であることがわかります。
次に、定義域 1x1-1 \leq x \leq 1 の範囲における yy の最大値と最小値を求めます。
頂点の xx 座標 x=1x = 1 は定義域に含まれているため、x=1x = 1 のとき最小値 y=2y = -2 を取ります。
x=1x = -1 のとき、
y=(1)22(1)1=1+21=2y = (-1)^2 - 2(-1) - 1 = 1 + 2 - 1 = 2
したがって、x=1x = -1 のとき、y=2y = 2 となります。
x=1x = 1のとき、y=(11)22=2y = (1-1)^2 - 2 = -2
定義域 1x1-1 \leq x \leq 1 における yy の最大値は 22 、最小値は 2-2 となります。
したがって、値域は 2y2-2 \leq y \leq 2 となります。

3. 最終的な答え

2y2-2 \leq y \leq 2

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