はい、承知いたしました。画像から読み取れる範囲で、いくつか問題を選んで解いてみます。

代数学二次関数最大値最小値平方完成定義域
2025/6/23
はい、承知いたしました。画像から読み取れる範囲で、いくつか問題を選んで解いてみます。
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1. 問題の内容**

次の関数について、指定された範囲における最大値と最小値を求める問題です。
(2) y=x2+4x2y = -x^2 + 4x - 2 (0x40 \le x \le 4)
(4) y=3x2+6x5y = -3x^2 + 6x - 5 (1x2-1 \le x \le 2)
(6) y=2x2+9xy = -2x^2 + 9x (0<x<30 < x < 3)
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2. 解き方の手順**

これらの問題は、二次関数の最大値・最小値を求める問題なので、以下の手順で解きます。

1. 平方完成を行い、関数の頂点を求める。

2. 定義域の両端の値と、頂点のx座標を比較し、定義域内に頂点が含まれるか確認する。

3. 定義域の端点でのyの値を計算する。

4. 頂点のy座標と端点のy座標を比較して、最大値と最小値を決定する。

**(2) y=x2+4x2y = -x^2 + 4x - 2 (0x40 \le x \le 4)**
平方完成を行います。
y=(x24x)2y = -(x^2 - 4x) - 2
y=(x24x+44)2y = -(x^2 - 4x + 4 - 4) - 2
y=(x2)2+42y = -(x - 2)^2 + 4 - 2
y=(x2)2+2y = -(x - 2)^2 + 2
頂点は(2,2)(2, 2)で、0x40 \le x \le 4の範囲内に含まれます。
次に、定義域の端点でのyの値を計算します。
x=0x = 0のとき、y=02+4(0)2=2y = -0^2 + 4(0) - 2 = -2
x=4x = 4のとき、y=42+4(4)2=16+162=2y = -4^2 + 4(4) - 2 = -16 + 16 - 2 = -2
頂点のy座標は2、端点のy座標は-2なので、最大値は2、最小値は-2です。
**(4) y=3x2+6x5y = -3x^2 + 6x - 5 (1x2-1 \le x \le 2)**
平方完成を行います。
y=3(x22x)5y = -3(x^2 - 2x) - 5
y=3(x22x+11)5y = -3(x^2 - 2x + 1 - 1) - 5
y=3(x1)2+35y = -3(x - 1)^2 + 3 - 5
y=3(x1)22y = -3(x - 1)^2 - 2
頂点は(1,2)(1, -2)で、1x2-1 \le x \le 2の範囲内に含まれます。
次に、定義域の端点でのyの値を計算します。
x=1x = -1のとき、y=3(1)2+6(1)5=365=14y = -3(-1)^2 + 6(-1) - 5 = -3 - 6 - 5 = -14
x=2x = 2のとき、y=3(2)2+6(2)5=12+125=5y = -3(2)^2 + 6(2) - 5 = -12 + 12 - 5 = -5
頂点のy座標は-2、端点のy座標は-14と-5なので、最大値は-2、最小値は-14です。
**(6) y=2x2+9xy = -2x^2 + 9x (0<x<30 < x < 3)**
平方完成を行います。
y=2(x292x)y = -2(x^2 - \frac{9}{2}x)
y=2(x292x+(94)2(94)2)y = -2(x^2 - \frac{9}{2}x + (\frac{9}{4})^2 - (\frac{9}{4})^2)
y=2(x94)2+2(8116)y = -2(x - \frac{9}{4})^2 + 2(\frac{81}{16})
y=2(x94)2+818y = -2(x - \frac{9}{4})^2 + \frac{81}{8}
頂点は(94,818)(\frac{9}{4}, \frac{81}{8})で、0<x<30 < x < 3の範囲内に含まれます。94=2.25\frac{9}{4}=2.25であり、0<2.25<30 < 2.25 < 3なので、頂点は範囲内に存在します。
次に、定義域の端点でのyの値を計算します。定義域が不等号に=を含まないため、極限を考える必要があります。
x0x \to 0のとき、y2(0)2+9(0)=0y \to -2(0)^2 + 9(0) = 0
x3x \to 3のとき、y2(3)2+9(3)=18+27=9y \to -2(3)^2 + 9(3) = -18 + 27 = 9
頂点のy座標は818=10.125\frac{81}{8} = 10.125、端点のy座標は0と9なので、最大値は818\frac{81}{8}です。最小値は存在しません。
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3. 最終的な答え**

(2) 最大値:2 (x = 2のとき)、最小値:-2 (x = 0, 4のとき)
(4) 最大値:-2 (x = 1のとき)、最小値:-14 (x = -1のとき)
(6) 最大値:81/8 (x = 9/4のとき)、最小値:なし

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