質問<758>
「「関数」」
日付 2002/1/2
質問者


(1)aを正の定数とするとき、0<=x<=aにおける関数
   y=x^2-2x+3の最大値、最小値をもとめよ。
(2)2次関数y=x^2-2axの0<=x<=1における
   最大値、最小値をもとめよ。
(3)-2<=x<=2の範囲でX^2-2ax+3a>0であ
   るための条件をもとめよ。ただし、aは定数とする。

お返事(武田)
日付 2002/1/6
回答者 武田


(問1)

\(y=x^{2}-2x+3\) のグラフは、頂点(1,2)で下に凸である。

a>0で、 \(0\leq x\leq a\) の範囲で最大値と最小値を求めるのは、aについて

場合分けする。

   ①0<a≦1のとき、最大値3(x=0のとき)、最小値 \(a^{2}-2a+3\) (x=aのとき)

   ②1<a<2のとき、最大値3(x=0のとき)、最小値2(x=1のとき)

   ③a=2のとき、最大値3(x=0,2のとき)、最小値2(x=1のとき)

   ④2<aのとき、最大値 \(a^{2}-2a+3\) (x=aのとき)、最小値2(x=1のとき)

 

(問2)

\(y=x^{2}-2ax=(x-a)^{2}-a^{2}\) のグラフは、頂点 \((a,-a^{2})\) で下に凸である。

0≦x≦1の範囲で最大値と最小値を求めるのは、aについて

場合分けする。

   ①a≦0のとき、最大値1-2a(x=1のとき)、最小値0(x=0のとき)

   ② \(0<a<\frac{1}{2}\) のとき、最大値1-2a(x=1のとき)、最小値 \(-a^{2}\) (x=aのとき)

   ③ \(a=\frac{1}{2}\) のとき、最大値0(x=0,1のとき)、最小値 \(-\frac{1}{4}\) ( \(a=\frac{1}{2}\) のとき)

   ④ \(\frac{1}{2}<a\leq 1\) のとき、最大値0(x=0のとき)、最小値 \(-a^{2}\) (x=aのとき)

   ⑤1<aのとき、最大値0(x=0のとき)、最小値1-2a(x=1のとき)

 

(問3)

\(x^{2}-2ax+3a>0\) より、グラフ \(y=x^{2}-2ax+3a=(x-a)^{2}+3a-a^{2}\)

の頂点は \((a,3a-a^{2})\) で、下に凸である。


-2≦x≦2の範囲で、 \(x^{2}-2ax+3a>0\) となるためには、次の三ケ所で

調べる。

   ①f(-2)>0となるには、4+4a+3a>0より、 \(a>-\frac{4}{7}\)

   ②頂点がx軸より上にあるのは、 \(3a-a^{2}>0\) より、0<a<3

   ③f(2)>0となるには、4-4a+3a>0より、a<4

したがって、0<a<4………(答)