$a$ は正の定数とする。2次関数 $y = x^2 - 6x + 5$ の $0 \le x \le a$ における最小値を求めよ。

代数学二次関数最大最小平方完成場合分け
2025/6/25

1. 問題の内容

aa は正の定数とする。2次関数 y=x26x+5y = x^2 - 6x + 50xa0 \le x \le a における最小値を求めよ。

2. 解き方の手順

まず、与えられた2次関数を平方完成して、頂点の座標を求めます。
y=x26x+5=(x3)29+5=(x3)24y = x^2 - 6x + 5 = (x - 3)^2 - 9 + 5 = (x - 3)^2 - 4
したがって、頂点の座標は (3,4)(3, -4) です。
次に、定義域 0xa0 \le x \le a と頂点の位置関係によって場合分けをします。
(i) 0<a<30 < a < 3 のとき
定義域 0xa0 \le x \le ax=3x=3 は含まれていないので、定義域の左端で最大値、右端で最小値をとります。したがって、x=ax=a で最小値をとります。
最小値は y=a26a+5y = a^2 - 6a + 5
(ii) 3a3 \le a のとき
定義域 0xa0 \le x \le ax=3x=3 が含まれているので、頂点 x=3x=3 で最小値をとります。
最小値は y=4y = -4

3. 最終的な答え

0<a<30 < a < 3 のとき、最小値は a26a+5a^2 - 6a + 5
3a3 \le a のとき、最小値は 4-4

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