放物線 $y = x^2 + 3x + 3$ の頂点の座標を求め、関数 $y = x^2 + 3x + 3$ の $0 \le x \le 2$ における最大値と最小値を求める問題です。

代数学二次関数放物線平方完成最大値最小値頂点
2025/3/24

1. 問題の内容

放物線 y=x2+3x+3y = x^2 + 3x + 3 の頂点の座標を求め、関数 y=x2+3x+3y = x^2 + 3x + 30x20 \le x \le 2 における最大値と最小値を求める問題です。

2. 解き方の手順

まず、放物線 y=x2+3x+3y = x^2 + 3x + 3 を平方完成します。
y=x2+3x+3=(x+32)2(32)2+3=(x+32)294+124=(x+32)2+34y = x^2 + 3x + 3 = (x + \frac{3}{2})^2 - (\frac{3}{2})^2 + 3 = (x + \frac{3}{2})^2 - \frac{9}{4} + \frac{12}{4} = (x + \frac{3}{2})^2 + \frac{3}{4}
よって、頂点の座標は (32,34)(-\frac{3}{2}, \frac{3}{4}) です。
次に、関数 y=x2+3x+3y = x^2 + 3x + 30x20 \le x \le 2 における最大値と最小値を求めます。
頂点の xx 座標は 32-\frac{3}{2} なので、区間 0x20 \le x \le 2 には含まれません。
したがって、区間の端点で最大値と最小値を調べます。
x=0x = 0 のとき、y=02+3(0)+3=3y = 0^2 + 3(0) + 3 = 3
x=2x = 2 のとき、y=22+3(2)+3=4+6+3=13y = 2^2 + 3(2) + 3 = 4 + 6 + 3 = 13
したがって、区間 0x20 \le x \le 2 における最大値は 1313 であり、最小値は 33 です。

3. 最終的な答え

頂点の座標は (32,34)(-\frac{3}{2}, \frac{3}{4})
最大値は 1313
最小値は 33

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