2次関数 $y = 2x^2 - 4ax + a + 1$ のグラフの頂点が、直線 $y = 3x - 11$ 上にあるとき、定数 $a$ の値を求める問題です。

代数学二次関数平方完成頂点直線二次方程式
2025/3/20

1. 問題の内容

2次関数 y=2x24ax+a+1y = 2x^2 - 4ax + a + 1 のグラフの頂点が、直線 y=3x11y = 3x - 11 上にあるとき、定数 aa の値を求める問題です。

2. 解き方の手順

まず、2次関数を平方完成して頂点の座標を求めます。
y=2x24ax+a+1=2(x22ax)+a+1y = 2x^2 - 4ax + a + 1 = 2(x^2 - 2ax) + a + 1
y=2(x22ax+a2a2)+a+1=2(xa)22a2+a+1y = 2(x^2 - 2ax + a^2 - a^2) + a + 1 = 2(x - a)^2 - 2a^2 + a + 1
したがって、頂点の座標は (a,2a2+a+1)(a, -2a^2 + a + 1) です。
次に、頂点が直線 y=3x11y = 3x - 11 上にあるので、頂点の座標をこの直線の方程式に代入します。
2a2+a+1=3a11-2a^2 + a + 1 = 3a - 11
2a2+a+13a+11=0-2a^2 + a + 1 - 3a + 11 = 0
2a22a+12=0-2a^2 - 2a + 12 = 0
2a2+2a12=02a^2 + 2a - 12 = 0
a2+a6=0a^2 + a - 6 = 0
(a+3)(a2)=0(a + 3)(a - 2) = 0
したがって、a=3a = -3 または a=2a = 2 です。

3. 最終的な答え

a=3a = -3 または a=2a = 2

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