問題文は「$x = -3$ で最小値 $2$ をとり、$x = -2$ で $y = 4$ となる2次関数を求めよ。」です。

代数学二次関数二次関数の決定頂点展開
2025/5/7

1. 問題の内容

問題文は「x=3x = -3 で最小値 22 をとり、x=2x = -2y=4y = 4 となる2次関数を求めよ。」です。

2. 解き方の手順

2次関数は y=a(xp)2+qy = a(x-p)^2 + q という形で、頂点(p,q)(p, q)を持つ場合、最小値あるいは最大値をとります。
ここでは最小値が与えられているので、この形を利用します。
* x=3x = -3 で最小値 22 をとることから、2次関数は y=a(x+3)2+2y = a(x + 3)^2 + 2 と表せます。
* x=2x = -2y=4y = 4 であることから、4=a(2+3)2+24 = a(-2 + 3)^2 + 2 が成り立ちます。
* 上記の式を解いて、aa の値を求めます。
* 求めた aa の値を y=a(x+3)2+2y = a(x + 3)^2 + 2 に代入して、2次関数を求めます。
上記の手順を数式で示します。
y=a(x+3)2+2y = a(x+3)^2 + 2
x=2,y=4x = -2, y = 4 を代入して
4=a(2+3)2+24 = a(-2+3)^2 + 2
4=a(1)2+24 = a(1)^2 + 2
4=a+24 = a + 2
a=2a = 2
よって、求める2次関数は y=2(x+3)2+2y = 2(x + 3)^2 + 2 です。
これを展開すると、
y=2(x2+6x+9)+2y = 2(x^2 + 6x + 9) + 2
y=2x2+12x+18+2y = 2x^2 + 12x + 18 + 2
y=2x2+12x+20y = 2x^2 + 12x + 20

3. 最終的な答え

求める2次関数は y=2x2+12x+20y = 2x^2 + 12x + 20 です。

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