Math Problem Statement

y=8+3xーx^2の最大・最小とxを求めよ

Solution

関数 y=8+3xx2y = 8 + 3x - x^2 の最大値と最小値を求めるには、まず頂点を求めます。この関数は下に凸の放物線であるため、最大値を持つ点が存在します。

  1. 関数の式
    y=x2+3x+8y = -x^2 + 3x + 8 によって、二次関数の標準形は y=x2+3x+8y = -x^2 + 3x + 8 です。

  2. 頂点の xx 座標を求める
    二次関数 y=ax2+bx+cy = ax^2 + bx + c の頂点の xx 座標は、x=b2ax = -\frac{b}{2a} で与えられます。この場合、a=1a = -1 および b=3b = 3 なので、
    x=32×(1)=32=1.5x = -\frac{3}{2 \times (-1)} = \frac{3}{2} = 1.5

  3. 頂点の yy 座標を求める
    x=1.5x = 1.5 を元の式に代入して、yy の値を求めます。 y=8+3×1.5(1.5)2y = 8 + 3 \times 1.5 - (1.5)^2 計算すると、 y=8+4.52.25=10.25y = 8 + 4.5 - 2.25 = 10.25

したがって、最大値は 10.25 で、このとき x=1.5x = 1.5 です。

この関数の定義域が無限大の範囲にある場合(すべての実数)、最小値は存在しません(無限に小さくなる)。この二次関数は下に凸のため、無限に下に広がるからです。


ご質問や他の計算が必要ですか?以下に関連した問題を挙げます。

  1. 頂点が与えられた場合の最大・最小値の確認方法について。
  2. 三次関数の最大・最小値を求める方法。
  3. 微分を使って最大・最小値を求める手法について。
  4. 頂点を求める他の方法(平方完成法)について。
  5. 定義域が制限された場合の最大・最小値の求め方について。

Tip: 二次関数の最大・最小は、頂点が下に凸か上に凸かで変わりますので、二次項の符号に注目しましょう。

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