与えられた二次関数 $y = -x^2 + 4x - 3$ の $0 \le x \le 3$ における最大値と最小値を求めます。

代数学二次関数最大値最小値平方完成放物線
2025/5/6
## 回答

1. 問題の内容

与えられた二次関数 y=x2+4x3y = -x^2 + 4x - 30x30 \le x \le 3 における最大値と最小値を求めます。

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=x2+4x3y = -x^2 + 4x - 3
y=(x24x)3y = -(x^2 - 4x) - 3
y=(x24x+44)3y = -(x^2 - 4x + 4 - 4) - 3
y=(x2)2+43y = -(x - 2)^2 + 4 - 3
y=(x2)2+1y = -(x - 2)^2 + 1
この式から、頂点の座標が (2,1)(2, 1) であることがわかります。また、x2x^2 の係数が負であるため、このグラフは上に凸の放物線になります。
次に、定義域 0x30 \le x \le 3 における yy の値を考えます。頂点の xx 座標 x=2x=2 は定義域に含まれています。
x=0x=0 のとき、y=(02)2+1=4+1=3y = -(0-2)^2 + 1 = -4 + 1 = -3
x=2x=2 のとき、y=(22)2+1=1y = -(2-2)^2 + 1 = 1
x=3x=3 のとき、y=(32)2+1=1+1=0y = -(3-2)^2 + 1 = -1 + 1 = 0
したがって、定義域内で最大値は x=2x=2 のときの y=1y=1、最小値は x=0x=0 のときの y=3y=-3 です。

3. 最終的な答え

最大値:11
最小値:3-3

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