関数 $y = 3(x-a)^2 - 3$ の $-2 \le x \le 4$ における最大値を求め、空欄を埋める問題です。

代数学二次関数最大値場合分け定義域
2025/3/23

1. 問題の内容

関数 y=3(xa)23y = 3(x-a)^2 - 32x4-2 \le x \le 4 における最大値を求め、空欄を埋める問題です。

2. 解き方の手順

y=3(xa)23y = 3(x-a)^2 - 3 は、下に凸の二次関数であり、軸は x=ax = a です。
定義域 2x4-2 \le x \le 4 における最大値を求めるために、aa の値によって場合分けを行います。
i) a<2+42=1a < \frac{-2+4}{2}=1 のとき
a<1a < 1 の場合、x=4x = 4 が軸から遠い方の端点となるため、x=4x = 4 で最大値をとります。
このとき、最大値は y=3(4a)23y = 3(4-a)^2 - 3 となります。
ii) 1a1 \le a のとき
a1a \geq 1 の場合、x=2x = -2 が軸から遠い方の端点となるか,aaの値にかかわらずx=2x=-2で最大値となるので、x=2x = -2 で最大値をとります。
このとき、最大値は y=3(2a)23=3(a+2)23y = 3(-2-a)^2 - 3 = 3(a+2)^2-3 となります。

3. 最終的な答え

i) a<1a < 1 のとき、x=4x = 4 で最大値 3(4a)233(4-a)^2 - 3
ii) 1a1 \le a のとき、x=2x = -2 で最大値 3(a+2)233(a+2)^2 - 3

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