二次関数 $y = 2x^2 - 8x + 5$ の $-1 \le x \le 3$ における最大値と最小値を求める問題です。具体的には、最小値をとる $x$ の値と最小値、最大値をとる $x$ の値と最大値を答えます。

代数学二次関数最大値最小値平方完成範囲
2025/3/20

1. 問題の内容

二次関数 y=2x28x+5y = 2x^2 - 8x + 51x3-1 \le x \le 3 における最大値と最小値を求める問題です。具体的には、最小値をとる xx の値と最小値、最大値をとる xx の値と最大値を答えます。

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=2x28x+5=2(x24x)+5=2(x24x+44)+5=2(x2)28+5=2(x2)23y = 2x^2 - 8x + 5 = 2(x^2 - 4x) + 5 = 2(x^2 - 4x + 4 - 4) + 5 = 2(x - 2)^2 - 8 + 5 = 2(x - 2)^2 - 3
したがって、y=2(x2)23y = 2(x - 2)^2 - 3 となります。
この関数は、x=2x = 2 のとき最小値 3-3 をとります。これは、与えられた範囲 1x3-1 \le x \le 3 に含まれています。
次に、最大値を考えます。放物線 y=2(x2)23y = 2(x - 2)^2 - 3 は、x=2x = 2 を軸とする下に凸の放物線です。したがって、範囲 1x3-1 \le x \le 3 の端点 x=1x = -1 または x=3x = 3 で最大値をとります。
x=1x = -1 のとき、y=2(12)23=2(3)23=2(9)3=183=15y = 2(-1 - 2)^2 - 3 = 2(-3)^2 - 3 = 2(9) - 3 = 18 - 3 = 15
x=3x = 3 のとき、y=2(32)23=2(1)23=23=1y = 2(3 - 2)^2 - 3 = 2(1)^2 - 3 = 2 - 3 = -1
したがって、x=1x = -1 のとき最大値 1515 をとります。

3. 最終的な答え

(33) 2
(34) -
(35) 3
(36) -
(37) 1
(38) 1
(39) 5

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