軸が $x = 2a - 1$ である二次関数について、定義域が $-5 \le x \le -3$ のとき、$a \le -2$ の場合のグラフの概形を考えます。

代数学二次関数グラフ定義域単調増加単調減少
2025/5/25

1. 問題の内容

軸が x=2a1x = 2a - 1 である二次関数について、定義域が 5x3-5 \le x \le -3 のとき、a2a \le -2 の場合のグラフの概形を考えます。

2. 解き方の手順

まず、a2a \le -2 のとき、軸 x=2a1x = 2a - 1 がどのような範囲にあるかを調べます。
a2a \le -2 の両辺に2を掛けると、
2a42a \le -4
さらに両辺から1を引くと、
2a152a - 1 \le -5
したがって、a2a \le -2 のとき、x=2a15x = 2a - 1 \le -5 となります。これは、軸が定義域の左端(x=5x = -5)よりも左にあることを意味します。
このとき、定義域 5x3-5 \le x \le -3 において、二次関数のグラフは単調増加または単調減少になります。
軸が定義域の左側にある場合、グラフの形が上に凸(下に開いている)か下に凸(上に開いている)かによって、最大値と最小値の位置が変わります。しかし、グラフの概形としては、単調増加または単調減少のいずれかになります。
a2a \le -2 のとき、2a152a - 1 \le -5 ですから、軸 x=2a1x = 2a - 1 は定義域 x[5,3]x \in [-5, -3] の左側にあります。したがって、
- 下に凸(上に開いている)のグラフの場合、x=5x=-5 で最小値、x=3x=-3 で最大値をとる単調増加なグラフになります。
- 上に凸(下に開いている)のグラフの場合、x=5x=-5 で最大値、x=3x=-3 で最小値をとる単調減少なグラフになります。

3. 最終的な答え

a2a \le -2 のとき、軸は定義域の左側にあり、グラフは定義域内で単調増加または単調減少になる。
- 下に凸の場合: 単調増加
- 上に凸の場合: 単調減少

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