関数 $y = (x-a)^2 + 1$ の $-4 \le x \le 0$ における最大値を求める問題です。ただし、$a$ の値によって最大値をとる $x$ の値が変わるので、$a$ の範囲によって場合分けして考えます。
2025/3/23
1. 問題の内容
関数 の における最大値を求める問題です。ただし、 の値によって最大値をとる の値が変わるので、 の範囲によって場合分けして考えます。
2. 解き方の手順
まず、関数 は、下に凸の放物線であり、軸は です。定義域が なので、軸の位置によって最大値をとる の値が変わります。
* i) のとき:軸が定義域の左側にあるため、 で最大値をとります。最大値は となります。
* ii) のとき:軸が定義域の右側にあるため、 で最大値をとります。最大値は となります。
* iii) のとき: 軸が定義域内にあるため、またはで最大値をとる。のとき、、のとき、
2つの値を比較すると、
よって、
* のとき: なので、最大値は ()。
* のとき: なので、最大値は (と)。
* のとき: なので、最大値は ()。
したがって、以下のようにまとめられます。
* i) のとき、 で最大値 をとります。
* ii) のとき、 で最大値 をとります。
* iii) のとき、 で最大値 をとります。
* iv) のとき、 で最大値 をとります。
ii)とiii)とiv)をまとめると、 のとき、 で最大値 をとります。
また、ii)とiii)をまとめると、 の範囲をさらに分割して、 のとき、で最大値 、 のとき、で最大値 となります。
3. 最終的な答え
i) のとき、 で最大値
ii) のとき、で最大値
iii) のとき、で最大値
最終的な答え(空欄を埋める形式で):
i) のとき、 で最大値
ii) のとき、 で最大値
または、
i) のとき、 で最大値
ii) のとき、 で最大値
iii) のとき、 で最大値
など。
(問題文からして恐らく最初の答えが求められている。)