関数 $y = 3x^2 - 6x + 2$ の $-1 \le x \le 4$ 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
2025/6/19

1. 問題の内容

関数 y=3x26x+2y = 3x^2 - 6x + 21x4-1 \le x \le 4 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2次関数を平方完成します。
y=3x26x+2=3(x22x)+2y = 3x^2 - 6x + 2 = 3(x^2 - 2x) + 2
y=3(x22x+11)+2=3((x1)21)+2y = 3(x^2 - 2x + 1 - 1) + 2 = 3((x - 1)^2 - 1) + 2
y=3(x1)23+2=3(x1)21y = 3(x - 1)^2 - 3 + 2 = 3(x - 1)^2 - 1
したがって、この2次関数の頂点は (1,1)(1, -1) です。
次に、定義域 1x4-1 \le x \le 4 における最大値と最小値を考えます。
頂点のx座標 x=1x=1 は定義域に含まれています。
x=1x = 1 のとき、y=1y = -1 となり、これが最小値の候補となります。
定義域の端点 x=1x = -1 および x=4x = 4 での yy の値を計算します。
x=1x = -1 のとき、y=3(11)21=3(2)21=3(4)1=121=11y = 3(-1 - 1)^2 - 1 = 3(-2)^2 - 1 = 3(4) - 1 = 12 - 1 = 11
x=4x = 4 のとき、y=3(41)21=3(3)21=3(9)1=271=26y = 3(4 - 1)^2 - 1 = 3(3)^2 - 1 = 3(9) - 1 = 27 - 1 = 26
したがって、最大値は 2626 (x=4x=4のとき) であり、最小値は 1-1 (x=1x=1のとき) です。

3. 最終的な答え

最大値:26 (x=4x=4のとき)
最小値:-1 (x=1x=1のとき)

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