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xの関数 f(x)=3x2−6ax+2 で
定義域 0≦x≦2 における最大値・最小値を求めなさい。
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(方針) xの関数 f(x) は、a の値が変われば、頂点の場所が変わるので、a の範囲によって
場合分けが必要になってきます。
まず式を変形してみましょう。
f(x)=3x2−6ax+2 ・・・ (A)
=3(x2−2ax)+2
=3{(x−a)2−a2}+2
=3(x−a)2−3a2+2
よって、頂点の座標は(a,-3a2+2)
定義域 0≦x≦2 に、頂点のx座標 x=a が入るか入らないかによって、話が変わってくるよね。
頂点のx座標 x=a 、(あるいは軸 x=a)に関して左右対称なグラフだからね。
したがって、次の4つの場面に話を分けて考えよう。




(A)の式から f(0)=2、f(2)=12−12a+2=-12a+14 ですよ〜ん。
@ a<0 なら、図より明らかに、x=2で最大値、x=0で最小値になるから
最大値 -12a+14 (x=2)
最小値 2 (x=0)
A 0≦a<1 なら、図より明らかに、x=2で最大値、x=aで最小値になるから
最大値 -12a+14 (x=2)
最小値 -3a2+2(x=a)
B 1≦a<2 なら、図より明らかに、x=0で最大値、x=aで最小値になるから
最大値 2 (x=0)
最小値 -3a2+2(x=a)
C 2≦a なら、図より明らかに、x=0で最大値、x=2で最小値になるから
最大値 2 (x=0)
最小値 -12a+14 (x=2)
ただし、a=1 つまり 定義域 0≦x≦2 のちょうどど真ん中にグラフ(軸 x=a)がきた場合は、
x=0とx=2で同じ高さになるから、
D a=1の場合、x=0、2で最大値、x=aで最小値になるから
最大値 2 (x=0、2)
最小値 -1 (x=1)
を付け加えておく方がいいやろな〜(^^;
グラフが動いていく様子をアニメーションかなにかで見せてあげられたら、わかりやすいやろうに・・・。
どこかのビデオで見たことはあるんやけど・・・(^^;