二次関数 $y = -2x^2 + 4x + 5$ 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
2025/3/29

1. 問題の内容

二次関数 y=2x2+4x+5y = -2x^2 + 4x + 51x0-1 \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、与えられた二次関数を平方完成します。
y=2(x22x)+5y = -2(x^2 - 2x) + 5
y=2(x22x+11)+5y = -2(x^2 - 2x + 1 - 1) + 5
y=2((x1)21)+5y = -2((x - 1)^2 - 1) + 5
y=2(x1)2+2+5y = -2(x - 1)^2 + 2 + 5
y=2(x1)2+7y = -2(x - 1)^2 + 7
この平方完成された式から、頂点の座標は (1,7)(1, 7) であり、グラフは上に凸であることがわかります。
次に、定義域 1x0-1 \le x \le 0 における yy の値を考えます。
頂点の xx 座標である x=1x=1 は定義域に含まれていないため、定義域の端点における yy の値を計算します。
x=1x = -1 のとき、
y=2(1)2+4(1)+5=24+5=1y = -2(-1)^2 + 4(-1) + 5 = -2 - 4 + 5 = -1
x=0x = 0 のとき、
y=2(0)2+4(0)+5=5y = -2(0)^2 + 4(0) + 5 = 5
頂点は定義域に含まれていないので、最大値は定義域内の xxxx が頂点に一番近い x=0x = 0 のときの yy の値となり、最小値は x=1x = -1 のときの yy の値となります。

3. 最終的な答え

最大値:5 (x=0x = 0 のとき)
最小値:-1 (x=1x = -1 のとき)

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