関数 $y = -3x^2 - 2x + c$ ($-1 \leq x \leq 0$) の最小値が $1$ となるように、定数 $c$ の値を定める問題です。

代数学二次関数最大・最小平方完成
2025/5/17

1. 問題の内容

関数 y=3x22x+cy = -3x^2 - 2x + c (1x0-1 \leq x \leq 0) の最小値が 11 となるように、定数 cc の値を定める問題です。

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=3x22x+c=3(x2+23x)+c=3(x2+23x+(13)2(13)2)+cy = -3x^2 - 2x + c = -3(x^2 + \frac{2}{3}x) + c = -3(x^2 + \frac{2}{3}x + (\frac{1}{3})^2 - (\frac{1}{3})^2) + c
y=3(x+13)2+13+cy = -3(x + \frac{1}{3})^2 + \frac{1}{3} + c
この放物線は上に凸であり、軸は x=13x = -\frac{1}{3} です。定義域は 1x0-1 \leq x \leq 0 です。
x=13x = -\frac{1}{3} は定義域内にあるので、頂点で最大値をとり、最小値は区間の端点 x=1x = -1 または x=0x = 0 でとります。
x=1x = -1 のとき、y=3(1)22(1)+c=3+2+c=1+cy = -3(-1)^2 - 2(-1) + c = -3 + 2 + c = -1 + c
x=0x = 0 のとき、y=3(0)22(0)+c=cy = -3(0)^2 - 2(0) + c = c
1+c-1+ccc を比較すると、1+c<c-1+c < c なので、最小値は x=1x = -1 のときの yy の値 1+c-1+c です。
問題文より、最小値が 11 なので、
1+c=1-1 + c = 1
c=2c = 2

3. 最終的な答え

c=2c = 2

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