関数 $y = 2x^2 + 6x + 4$ (ただし $-2 \le x \le 1$)の最大値と最小値を求め、それぞれの $x$ の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
2025/6/24

1. 問題の内容

関数 y=2x2+6x+4y = 2x^2 + 6x + 4 (ただし 2x1-2 \le x \le 1)の最大値と最小値を求め、それぞれの xx の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=2x2+6x+4y = 2x^2 + 6x + 4
y=2(x2+3x)+4y = 2(x^2 + 3x) + 4
y=2(x2+3x+(32)2(32)2)+4y = 2(x^2 + 3x + (\frac{3}{2})^2 - (\frac{3}{2})^2) + 4
y=2((x+32)294)+4y = 2((x + \frac{3}{2})^2 - \frac{9}{4}) + 4
y=2(x+32)292+4y = 2(x + \frac{3}{2})^2 - \frac{9}{2} + 4
y=2(x+32)212y = 2(x + \frac{3}{2})^2 - \frac{1}{2}
したがって、この二次関数の頂点は (32,12)(-\frac{3}{2}, -\frac{1}{2}) です。
定義域 2x1-2 \le x \le 1 における最大値と最小値を考えます。
頂点の xx 座標は 32=1.5-\frac{3}{2} = -1.5 で、定義域 2x1-2 \le x \le 1 に含まれます。
x=32x = -\frac{3}{2} のとき、最小値は y=12y = -\frac{1}{2} です。
次に、定義域の端点における yy の値を計算します。
x=2x = -2 のとき、y=2(2)2+6(2)+4=812+4=0y = 2(-2)^2 + 6(-2) + 4 = 8 - 12 + 4 = 0
x=1x = 1 のとき、y=2(1)2+6(1)+4=2+6+4=12y = 2(1)^2 + 6(1) + 4 = 2 + 6 + 4 = 12
したがって、定義域 2x1-2 \le x \le 1 における最大値は 1212 (x=1x = 1 のとき) であり、最小値は 12-\frac{1}{2} (x=32x = -\frac{3}{2} のとき) です。

3. 最終的な答え

最大値は x=1x=1 のとき、1212
最小値は x=32x=-\frac{3}{2} のとき、12-\frac{1}{2}

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