与えられた2次関数 $y = 2x^2 - 8x + 3$ について、定義域 $0 \le x \le a$ における最小値と最大値を、$a$ の範囲に応じて求める問題。また、放物線が与えられた3点を通る場合の2次関数を求める問題。

代数学二次関数最大値最小値平方完成放物線
2025/5/6

1. 問題の内容

与えられた2次関数 y=2x28x+3y = 2x^2 - 8x + 3 について、定義域 0xa0 \le x \le a における最小値と最大値を、aa の範囲に応じて求める問題。また、放物線が与えられた3点を通る場合の2次関数を求める問題。

2. 解き方の手順

(1) 放物線が3点(1, 4), (-1, -2), (-2, 1)を通ることから、2次関数を y=Ax2+Bx+Cy = Ax^2 + Bx + C とおき、連立方程式を解くことで A,B,CA, B, C を求める。
(2) 関数 y=2x28x+3y = 2x^2 - 8x + 3 について:
* 平方完成を行う:y=2(x24x)+3=2(x24x+44)+3=2(x2)28+3=2(x2)25y = 2(x^2 - 4x) + 3 = 2(x^2 - 4x + 4 - 4) + 3 = 2(x - 2)^2 - 8 + 3 = 2(x - 2)^2 - 5
* よって、軸は x=2x = 2
(i) 最小値を求める:
* 0<a<20 < a < 2 のとき、軸 x=2x=2 は定義域に含まれないため、x=ax = a で最小値 2a28a+32a^2 - 8a + 3 をとる。
* 2a2 \le a のとき、軸 x=2x=2 が定義域に含まれるため、x=2x = 2 で最小値 5-5 をとる。
(ii) 最大値を求める:
* 0<a<40 < a < 4 のとき、x=0x=0で最大値を取る。これは、f(0)=3f(0) = 3f(a)=2a28a+3f(a) = 2a^2 - 8a+3を比較することで確認できる。x=0x=0 で最大値 33 をとる。
* a=4a = 4 のとき、x=0x = 0 で最大値 33 をとる。
* 4<a4 < a のとき、x=ax = a で最大値を取る。2a28a+32a^2 - 8a + 3 となる。

3. 最終的な答え

ア: 1
イ: -2
ウ: 5
エ: 2
オ: a、力: 9
キ: 2、ク: 6
ケ: 0、コ: 3
サ: 0、シ: 4、ス: 3
セ: a、ソ: 9

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