二次関数 $y = -3x^2 - 4x + 2$ の $-1 \le x \le 0$ における最大値と最小値を求める問題です。

代数学二次関数最大値最小値平方完成定義域
2025/5/28

1. 問題の内容

二次関数 y=3x24x+2y = -3x^2 - 4x + 21x0-1 \le x \le 0 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、二次関数の頂点の座標を求めます。
y=3x24x+2y = -3x^2 - 4x + 2 を平方完成します。
y=3(x2+43x)+2y = -3(x^2 + \frac{4}{3}x) + 2
y=3(x2+43x+(23)2(23)2)+2y = -3(x^2 + \frac{4}{3}x + (\frac{2}{3})^2 - (\frac{2}{3})^2) + 2
y=3((x+23)249)+2y = -3((x + \frac{2}{3})^2 - \frac{4}{9}) + 2
y=3(x+23)2+43+2y = -3(x + \frac{2}{3})^2 + \frac{4}{3} + 2
y=3(x+23)2+43+63y = -3(x + \frac{2}{3})^2 + \frac{4}{3} + \frac{6}{3}
y=3(x+23)2+103y = -3(x + \frac{2}{3})^2 + \frac{10}{3}
したがって、頂点の座標は (23,103)(-\frac{2}{3}, \frac{10}{3}) です。
次に、定義域 1x0-1 \le x \le 0 における関数の値を調べます。
頂点のx座標 23-\frac{2}{3} は定義域に含まれています。
したがって、x=23x = -\frac{2}{3} のとき、最大値 103\frac{10}{3} をとります。
次に、定義域の端点における関数の値を求めます。
x=1x = -1 のとき、
y=3(1)24(1)+2=3+4+2=3y = -3(-1)^2 - 4(-1) + 2 = -3 + 4 + 2 = 3
x=0x = 0 のとき、
y=3(0)24(0)+2=2y = -3(0)^2 - 4(0) + 2 = 2
1x0-1 \le x \le 0 において、関数は x=23x=-\frac{2}{3}で最大値103\frac{10}{3}をとり、x=0x=0で最小値22を取ります。
3=933 = \frac{9}{3} なので、x=1x=-1のときの値33よりも頂点の方が大きい。

3. 最終的な答え

最大値: 103\frac{10}{3} (x=23x = -\frac{2}{3} のとき)
最小値: 22 (x=0x = 0 のとき)

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