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数学 高校生

判別式を用いる2変数関数の最大最小の問題はメジャーですか?tで置き換えて判別式で求める方法があまりしっくりきません。

重要 例題 1192変数関数の最大・最小 (4) 00000 実数x,yがx2+y2=2 を満たすとき, 2x+yのとりうる値の最大値と最小値を 求めよ。 また,そのときのx,yの値を求めよ。 [類 南山大] 基本98 指針 条件式は文字を減らす方針でいきたいが,条件式x2+y²=2から文字を減らしても, 2x+yはx,yについての1次式であるからうまくいかない。 そこで, 2.x+y=tとおき, これを条件式とみて文字を減らす。 計算しやすいように y=t-2x としてyを消去し, x+y2=2に代入すると x2+(t-2x)=2となり,xの2次方程式になる。 この方程式が実数解をもつ条件を利用すると,tのとりうる値の範囲が求められる。 実数解をもつ⇔D≧0の利用。 CHART 最大・最小=tとおいて, 実数解をもつ条件利用 解答 2x+y=tとおくと y=t-2x... ① これを x2+y2=2に代入すると 整理すると 5x²-4tx+t2-2=0...... ② このxについての2次方程式 ② が実数解をもつための条件は, ②の判別式をDとすると D≧0 ここで 2=(-2t)²-5(-2)=-(-10) 4 x2+(t-2x)=2 D≧0から t²-10≦0 これを解いて -√10 ≤t≤√10 t=±√10 のとき D = 0 で, ② は重解x=- t=±√10 のとき x=± したがって x= 2√10 5 x=1 2√10 5 2√10 5 '10 y= 5 y=- -4t 2.5 2t 2/4 をもつ。 5 √10 ① から y=± 5 (複号同順) √10 5 のとき最大値 10 のとき最小値-√10 参考 実数 a, b, x, y につ いて,次の不等式が成り立つ (コーシー・シュワルツの不 等式)。 (ax+by)³s(a+b) (x² + y²) [等号成立はay=bx] a=2, b=1 を代入すると (2x+y)=(2+12)(x2+y²) x2+y²=2 であるから (2x+y)^2≦10 よって -√10 ≤2x+y≤√/10 (等号成立はx=2yのとき) このようにして、左と同じ答 えを導くことができる。 187 3章 13 2次不等式

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数学 高校生

(3)についてです。なぜ(2,-1)、(5,5)を通らないのかよく分かりません。

47 1次関数の決定 (1) 基本例題 47 次の条件を満たす1次関数を,それぞれ求めよ。 (1) グラフが傾き2の直線で,x軸と x=3 で交わる。 (2) x=-1 のときy=4,x=2 のときy=2 をとる。 (3) 定義域が 2<x≦5,値域が-1≦y<5 CHART O OLUTION 解答 (1) 求める1次関数はy=2x+6 と表される。 そのグラフが点 (3, 0) を通るから 0=2.3+b ゆえに b=-6 よって, 求める 1次関数は y=2x-6 (2) 求める1次関数はy=ax+6 と表される。 x=-1 のときy=4 から 4=-a+b x=2 のときy=2 から 2=2a+b y=f(x)のグラフが点 (s, t) を通る ⇔t=f(s) 求める1次関数はy=ax+bの形で表される。 (2)a,b についての連立方程式を作る。 (3) 定義域の端の値,値域の端の値に着目。 x=5, y=-1 は変域に含まれる。 →点 (5,-1)を通る。 a=- 10 3 b=₁ これを解くと 2 3' よって 求める 1次関数は (3) 求める1次関数はy=ax+b と表される。 ① 変域に x=2 と y=5は含まれず, x=5 と y=-1 は含ま れることから,そのグラフは2点 (25),(5,-1) を通る直 線の一部である。 (2,5,5,1)をy=ax+b に代入すると 5=2a+b, -1=5a+b マミー ・ 2 10 -x+ 3 3 8100000 p.82 基本事項 2,3 これを解くと a=-2,6=9 よって、求める1次関数は y=-2x+9 (2<x≦5) 重要 54 ■傾き2の直線。 x軸との交点 y座標が 0 --a+b=4 2a+b=2 FD-2-3a=2 ① ×2+②:36=10 変域の端が含まれている かどうかに注意。 2点 (21) (5.5) を通る直 線ではない。 YA 5h y=-2x+9 5 18

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