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上に凸の二次関数の最大は範囲が指定されていなければ頂点でとりますから頂点のx座標が3になるようにkを決めればいいということになります
今回はx=kで頂点なのでk=3ですね

ありがとうございます!
x2乗の前にマイナスがあると上に凸のグラフになることがよくわかりました!

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