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2次関数の最大·最小と決定一
定義環
基本例題
(1) 定義城 0SxMa の中央の値は号である。
103
(2) 最小値を求めよ。
基本 62,63
n[] 0<<2 すなわち 0<a<4のとき (1)
(1) 最大値を求めよ。
p.97 基本事項 2, 基本 58
[1]軸が定義域の中央x=号
図[1]から,x=0 で最大となる。
最大値は
より右にあるから, x=0
の方が軸より遠い。
よって f(0)>f (a)
f(0)=5
最大
CHARTO
lOLUTION
定義域の一端が動く場合の2次関数の最大·最小
軸と定義域の位置関係で場合分け
定義城が 0Sxいa で
あるから,文字aの値
[2]軸が定義域の中央 x=
x=a
x=0
[2] =2すなわち a=4 のとき
に一致するから, 軸と
x=0, a(=4) との距離が
等しい。
軸
*=2
軸
区間の
右端が
動く
区間の
右端が
動く
図[2]から, x=0, 4 で最大となる。
最大値は
f(0)= f(4)=5
よって f(0)= f(a)
最大値をとるxの値が
2つあるので,その2つ
の値を答える。
最大
が増加すると定養域の
右端が動いて,xの変
城が広がっていく。 し
たがって, aの値によ
って, 最大値と最小値をとるxの値が変わるので場合分けが必要となる。
(1) y=f(x) のグラフは下に凸の放物線であるから, 軸からの距離が違いほレ
yの値は大きい(カ.100 INFORMATION 参照)。したがって, 定義城
0SxSa の両端から軸までの距離が等しくなる(軸が定義域の中央に一致する)
ようなaの値が場合分けの境目となる。
最大
x=0
x=a
x=0
オ=0 xーa
x-4
[3] 2<すなわち 4<a のとき
x=2
3章
[3]軸が定義域の中央 x=
図[3]から,x=a で最大となる。
f(a)=a°-4a+5
2
より左にあるから, x=a
の方が軸より遠い。
よって f(0)<f(a)
最大
8
最大値は
[1]~[3] から
0<a<4 のとき x=0 で最大値5
a=4 のとき
x=0
[3] 軸が定義域の
中央より左
合最後は、答えをまとめて
書くようにする。
x=a
[2] 軸が定義域の ←定義域の両
端から軸ま
での距離が
等しいとき
[1) 軸が定義域の
中央より右
x=0, 4 で最大値5
レ
x=2 x=ラ
中央に一致
a>4 のとき
最大
x=a で最大値α°-4a+5
最大
最大
最大
(2) 軸 x=2 が定義域 0<x<a に含まれるかどうかを考える。
[4] 0<a<2 のとき
図[4]から,x=a で最小となる。
定義域
の中央
「定義域
の中央
定義域
の中央
[4]軸が定義域の右外にあ
るから、軸に近い定義域
の右端で最小となる。
最小値は
f(a)=α°-4a+5
(2) y=f(x) のグラフは下に凸の放物線であるから, 軸が定義域 0Sx<aに含
まれていれば頂点で最小となる。 したがって, 軸が定義域 0SxSa に含まれ
るか含まれないかで場合分けをする。
[5] 2Sa のとき
図[5]から,x=2 で最小となる。
7最小
[5]軸が定義域内にあるか
ら、頂点で最小となる。
x=2
D-Xー
x=0
|軸
最小値は
f(2)=1
軸が定義域
の外
軸が定義域
の内
[4], [5] から
0<a<2 のとき
全最後は、答えをまとめて
書くようにする。
最小
x=a で最小値 α-4a+5
最小
最小
| お大
a22 のとき x=2 で最小値1
x=0| x=2
x=a
解答
f(x)=x°-4x+5=(x-2)?+1
この関数のグラフは下に凸の放物線で,軸は直線 x=2 である。
PRACTICE…61°
士
*基本形に変形。
aを正の定数とするとき, 0<xハaにおける関数 f(x)=-x°+6x について
(1) 最大値を求めよ。
(2) 最小値を求めよ。