関数 $y = x^2 - 2ax$ の $0 \le x \le 1$ における最小値を、$a$の値によって場合分けして求める問題です。

代数学二次関数最大・最小場合分け平方完成
2025/5/15

1. 問題の内容

関数 y=x22axy = x^2 - 2ax0x10 \le x \le 1 における最小値を、aaの値によって場合分けして求める問題です。

2. 解き方の手順

まず、与えられた2次関数を平方完成します。
y=x22ax=(xa)2a2y = x^2 - 2ax = (x - a)^2 - a^2
したがって、この関数の軸は x=ax = a です。定義域 0x10 \le x \le 1 における最小値を、軸の位置によって場合分けして考えます。
(i) a<0a < 0 のとき
x=ax = a が定義域の左側にあるので、最小値は x=0x = 0 でとります。
y=022a0=0y = 0^2 - 2a \cdot 0 = 0
(ii) 0a10 \le a \le 1 のとき
x=ax = a が定義域内にあるので、最小値は頂点 x=ax = a でとります。
y=a22aa=a2y = a^2 - 2a \cdot a = -a^2
(iii) 1<a1 < a のとき
x=ax = a が定義域の右側にあるので、最小値は x=1x = 1 でとります。
y=122a1=12ay = 1^2 - 2a \cdot 1 = 1 - 2a
したがって、
a<0a < 0 のとき、最小値は 00
0a10 \le a \le 1 のとき、最小値は a2-a^2
1<a1 < a のとき、最小値は 12a1 - 2a

3. 最終的な答え

ア:0
イ:0
ウ:1
エオ:-2
カ:1

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