二次関数 $y = -2x^2 - 4x + 2$ の $-2 \le x \le 2$ における最大値と最小値を求める問題です。

代数学二次関数最大値最小値平方完成定義域
2025/5/6

1. 問題の内容

二次関数 y=2x24x+2y = -2x^2 - 4x + 22x2-2 \le x \le 2 における最大値と最小値を求める問題です。

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=2x24x+2y = -2x^2 - 4x + 2
y=2(x2+2x)+2y = -2(x^2 + 2x) + 2
y=2(x2+2x+11)+2y = -2(x^2 + 2x + 1 - 1) + 2
y=2((x+1)21)+2y = -2((x+1)^2 - 1) + 2
y=2(x+1)2+2+2y = -2(x+1)^2 + 2 + 2
y=2(x+1)2+4y = -2(x+1)^2 + 4
この平方完成の結果から、頂点の座標は (1,4)(-1, 4) であり、上に凸なグラフであることがわかります。
次に、定義域 2x2-2 \le x \le 2 における関数の最大値と最小値を考えます。
頂点のx座標は x=1x=-1 であり、これは定義域 2x2-2 \le x \le 2 に含まれています。
したがって、x=1x = -1 で最大値 y=4y = 4 をとります。
次に、定義域の端の点における関数の値を調べます。
x=2x = -2 のとき、y=2(2)24(2)+2=2(4)+8+2=8+8+2=2y = -2(-2)^2 - 4(-2) + 2 = -2(4) + 8 + 2 = -8 + 8 + 2 = 2
x=2x = 2 のとき、y=2(2)24(2)+2=2(4)8+2=88+2=14y = -2(2)^2 - 4(2) + 2 = -2(4) - 8 + 2 = -8 - 8 + 2 = -14
したがって、定義域の端点でのyの値は、x=2x=-2のときy=2y=2x=2x=2のときy=14y=-14です。
これらと頂点でのyの値y=4y=4を比較すると、最大値はy=4y=4、最小値はy=14y=-14となります。

3. 最終的な答え

最大値: 4 (x = -1のとき)
最小値: -14 (x = 2のとき)

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