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二次関数の最大値・最小値の求め方 数学 I の山場である二次関数。 特に 最大値・最小値 の問題は難しいですよね。 というわけで本記事では、 二次関数の最大値・最小値の求め方 を徹底解説していきます。 学校の授業や定期試験でつまづいてしまった人、試験ではなんとかなったけれど忘れちゃった人… 二次関数をこれから勉強する人・勉強した人、全員必見です!
の三つです。 1. 頂点が定義域よりも左側にあるとき この場合は常に最小値が $x=3$ の点である $f(3)=-6a+3$ であることがわかりますね。よって $a+1<3 ⇔ a<2$ のとき、最小値は $-6a+3$ となります。 2. 頂点が定義域の中にあるとき この場合は最小値が常に頂点となることがわかります。よって $3≦a+1≦7 ⇔ 2≦a≦6$ のとき、最小値は $-a^2-2a-1$ となります。 3. 頂点が定義域よりも右側にあるとき この場合は常に最小値が $x-7$ の点である $f(7)=-14a+35$ であることがわかります。よって $a+1>7 ⇔ a>6$ のとき、最小値は $-14a+35$ となります。 さあ、これで全ての最大値と最小値のパターンが求まったので、いよいよ答える準備ができました。よって!答えは! 最大値は$\begin{eqnarray}\left\{\begin{array}{1}-14a+35 (a<4)\\-6a+3 (a≧4)\end{array}\right. \end{eqnarray}$ 最小値は$\begin{eqnarray}\left\{\begin{array}{1}-6a+3 (a<2)\\-a^2-2a-1 (2≦a≦6)\\-14a+35 (a>6)\end{array}\right. \end{eqnarray}$ となります!お疲れさまでした。 定義域が動くパターン しかし!まだまだあります!今度はなんと、 定義域が動くパターン!! なんだか私もテンションが上がって参りました! ただし! 二次関数の最大・最小問題をパターン別に徹底解説！！！ - 理数白書. !定義域が動くといっても、なんら難しいことはありません。 さきほどグラフを頭の中で動かしてイメージしたように、今度は定義域を頭の中で動かせばいいのです。どっちが動いているかが違うだけであって、やることは全く一緒です。 次の二次関数の $a-1≦x≦a+1$ における最大値と最小値を求めよ。 $y=x^2-4x+6$ 二次関数の方はもう決定されていますから、なんとグラフが書けるんですね!これは親切!さっそく平方完成しましょう!! $y=(x-2)^2+2$ そして間髪入れずにグラフを書く!
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2≦y≦0. 二次関数 変域. 5となります。反比例の式なのでxの値が大きくなるほどyの値は小さくなります。 変域と二次関数の問題 下記の二次関数のxの変域が-1≦x≦1のとき、yの変域を求めてください。 y=x 2 -1、1を代入します。 y=x 2 =(-1) 2 =1 y=x 2 =(1) 2 =1 ですね。両方とも「1」になりました。yの変域をどう表していいか分かりません。これまでxの変域における最大値と最小値を代入し、yの変域を求めました。 二次関数では、yの変域を求める時に「最小値の見分けがつかない」ことがあります。 xの変域をもう一度思い出してください。-1≦x≦1でした。つまりxの値には「0」が含まれています。 y=x 2 =(0) 2 =0 よってyの変域は、0≦y≦1です。 まとめ 今回は変域の求め方について説明しました。求め方が理解頂けたと思います。変域は、変数の値の範囲です。xの変域が分かっていれば、yの変域を算定できます。ただし反比例や二次関数の式で変域を求める場合、計算に注意しましょう。変域、関数の意味など下記も参考になります。 関数とは?1分でわかる意味、1次関数と2次関数、変数との関係 ▼こちらも人気の記事です▼ わかる1級建築士の計算問題解説書 あなたは数学が苦手ですか? 公式LINEで気軽に学ぶ構造力学! 一級建築士の構造・構造力学の学習に役立つ情報 を発信中。 【フォロー求む!】Pinterestで図解をまとめました 図解で構造を勉強しませんか?⇒ 当サイトのPinterestアカウントはこちら 【30%OFF】一級建築士対策も◎!構造がわかるお得な用語集 建築の本、紹介します。▼
こんにちは。 では、早速、質問にお答えしましょう。 【質問の確認】 【問題】 a は正の定数とする。2次関数 y =- x 2 +2 x (0≦ x ≦ a)の最大値、最小値を求めよ。また、そのときの x の値を求めよ。 という、問題について、 【解答解説】 の(ⅰ)から(ⅳ)の場合分けについてですね。 【解説】 2次関数の最大最小は「軸と定義域の位置関係」で決まります。従って、今回のように、定義域に文字を含み、その位置関係が固定されていない時は、軸と定義域の位置関係で場合分けをする必要があります。 そこで求めているのが軸( x =1)で、場合分けにおける「1」とは、軸の x 座標のことです。 また、場合分けにおける「2」とは、グラフと x 軸との交点の x 座標 x =2のことなのです。 軸が求められたら、グラフの概形をかき、そのグラフ上で x = a を動かしてみましょう。 最大最小がどうなるかを見てみると、場合分けが見えてきますよ! その際、ポイントとなるのは次の点です! 上に凸 の放物線では・・ 最大値 → 定義域に軸が含まれる時、必ず頂点で最大となるから、定義域に軸を含むか含まないかで場合分けします 最小値 → 定義域の両端の点のどちらかで必ず最小になるから、両端の点の y 座標の大小関係で場合分けします すると、最大値を考えて、(ⅰ)0< a <1のとき(←定義域に軸を含まない場合)と a ≧1のとき(←定義域に軸を含む場合)になりますが、最小値を考えると、「 a ≧1のとき」は更に・・ (ⅱ)1≦ a <2のとき と (ⅲ) a =2のとき と (ⅳ) a >2のとき に分けられることになります。 (ⅱ)〜(ⅳ)については・・・ a =2のとき定義域の両端の点のy座標が等しくなることから、 a が少しでも2よりも大きくなるか小さくなると両端の点のy座標は異なるので、その小さい方で最小となることから、(ⅱ)〜(ⅳ)のような場合分けになるのです。 以上の点を踏まえて、解答をもう一度よ〜く読んでみて下さいね。 【アドバイス】 以上で説明を終わりますが、どうでしょう・・分かりましたか? 二次関数 変域 求め方. 「2次関数の最大最小は、軸と定義域の位置関係で決まる。だから、それが固定されていない時は、軸と定義域の位置関係で場合分けをする」ことをしっかり押さえましょう。今回は、定義域に文字が含まれていましたが、2次関数の式に文字を含む場合もあります。その時は、軸に文字を含むことになるので、やはり軸と定義域の位置関係で場合分けが必要になりますね!
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