$a$は正の定数とします。$0 \le x \le a$ における関数 $f(x) = x^2 + 4x + 5$ について、最小値を求めてください。

代数学二次関数最大最小平方完成
2025/5/22

1. 問題の内容

aaは正の定数とします。0xa0 \le x \le a における関数 f(x)=x2+4x+5f(x) = x^2 + 4x + 5 について、最小値を求めてください。

2. 解き方の手順

まず、f(x)f(x) を平方完成します。
f(x)=x2+4x+5=(x+2)24+5=(x+2)2+1f(x) = x^2 + 4x + 5 = (x+2)^2 - 4 + 5 = (x+2)^2 + 1
したがって、f(x)=(x+2)2+1f(x) = (x+2)^2 + 1 となります。
この関数の軸は x=2x=-2 であり、下に凸の放物線です。
定義域は 0xa0 \le x \le a です。
x=2x=-2 が定義域に含まれていないため、f(x)f(x) は定義域内で単調増加です。したがって、x=0x=0 のとき最小値をとります。
f(0)=(0+2)2+1=4+1=5f(0) = (0+2)^2 + 1 = 4 + 1 = 5
したがって、最小値は 55 となります。

3. 最終的な答え

最小値:5

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