与えられた関数 $y = |-x^2 + 6x - 8|$ のグラフを描く問題です。

代数学二次関数グラフ絶対値平方完成放物線
2025/6/14

1. 問題の内容

与えられた関数 y=x2+6x8y = |-x^2 + 6x - 8| のグラフを描く問題です。

2. 解き方の手順

まず、絶対値の中身の関数 f(x)=x2+6x8f(x) = -x^2 + 6x - 8 のグラフを描きます。
次に、そのグラフの y<0y < 0 の部分を xx 軸に関して折り返すことで、絶対値のグラフ y=f(x)y = |f(x)| を得ます。
具体的には以下の手順で進めます。

1. $f(x) = -x^2 + 6x - 8$ を平方完成します。

f(x)=(x26x)8f(x) = -(x^2 - 6x) - 8
f(x)=(x26x+99)8f(x) = -(x^2 - 6x + 9 - 9) - 8
f(x)=(x3)2+98f(x) = -(x - 3)^2 + 9 - 8
f(x)=(x3)2+1f(x) = -(x - 3)^2 + 1
これは、頂点が (3,1)(3, 1) で、上に凸の放物線です。

2. $f(x) = 0$ となる $x$ を求めます。

x2+6x8=0-x^2 + 6x - 8 = 0
x26x+8=0x^2 - 6x + 8 = 0
(x2)(x4)=0(x - 2)(x - 4) = 0
したがって、x=2,4x = 2, 4xx 軸と交わります。

3. $y = f(x) = -x^2 + 6x - 8$ のグラフを描きます。

4. $f(x) < 0$ となる区間は、放物線が $x$ 軸より下にある部分なので、$x < 2$ または $x > 4$ です。この部分のグラフを $x$ 軸に関して折り返します。つまり、$y = -f(x) = x^2 - 6x + 8$ となります。

2<x<42<x<4 の区間では、y=f(x)y = f(x)のグラフをそのまま使います。

5. 折り返した後のグラフが、$y = |-x^2 + 6x - 8|$ のグラフです。

3. 最終的な答え

グラフは、頂点が (3,1)(3,1) で、x=2,4x=2, 4xx 軸と交わり、
x<2x<2 および x>4x>4 の区間では、xx軸より上側に折り返された放物線となる。

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