与えられた二次関数 $y = -2x^2 + x$ において、$x \geq -1$ の範囲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グラフ
2025/5/28

1. 問題の内容

与えられた二次関数 y=2x2+xy = -2x^2 + x において、x1x \geq -1 の範囲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、与えられた二次関数を平方完成します。
y=2(x212x)y = -2(x^2 - \frac{1}{2}x)
y=2(x212x+(14)2(14)2)y = -2(x^2 - \frac{1}{2}x + (\frac{1}{4})^2 - (\frac{1}{4})^2)
y=2((x14)2116)y = -2((x - \frac{1}{4})^2 - \frac{1}{16})
y=2(x14)2+18y = -2(x - \frac{1}{4})^2 + \frac{1}{8}
これにより、頂点の座標が(14,18)(\frac{1}{4}, \frac{1}{8})であることがわかります。
この二次関数は上に凸の放物線であり、x=14x = \frac{1}{4} で最大値 18\frac{1}{8} をとります。
次に、x1x \geq -1 の範囲における最大値と最小値を考えます。
頂点のxx座標14\frac{1}{4}は範囲に含まれているので、x=14x = \frac{1}{4}で最大値18\frac{1}{8}をとります。
x=1x = -1のとき、y=2(1)2+(1)=21=3y = -2(-1)^2 + (-1) = -2 - 1 = -3
xx \to \inftyのとき、yy \to -\infty
x1x \geq -1の範囲ではx=1x=-1で最小値をとります。

3. 最終的な答え

最大値:18\frac{1}{8} (x=14x=\frac{1}{4}のとき)
最小値:3-3 (x=1x=-1のとき)

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