![]() ![]() *** 科目 *** 数Ⅰ・A数Ⅱ・B数Ⅲ高卒・大学初年度 *** 単元 *** 数と式不等式二次関数二次不等式三角比三角比と図形集合・命題・証明順列・組合せ確率整数の性質 ※高校数学Ⅰの「2次関数」について,このサイトには次の教材があります. この頁へGoogleやYAHOO ! などの検索から直接来てしまったので前後関係がよく分からないという場合は,他の頁を先に見てください. が現在地です. ↓2次関数のグラフ(入門) ↓2次関数のグラフ[標準形] ↓平方完成の変形 ↓平方完成(演習) ↓同2 ↓展開形→頂点の座標 ↓同2 ↓同3 ↓同4 ↓同5 ↓2次関数→頂点の座標 ↓頂点の座標(文字係数1) ↓頂点の座標(文字係数2) ↓放物線の頂点を図で示す1 ↓放物線の頂点を図で示す2 ↓放物線の頂点を図で示す3(展開形) ↓2次関数のグラフの平行移動 ↓放物線の移動 ↓同2 ↓2次関数のグラフと係数の符号 ↓センター試験問題 2次関数 ↓2次関数の最大・最小(1) ↓同(2) ↓同(3) ↓同(4) ↓(t≦x≦t+1)のときの2次関数の最大値・最小値 ↓条件付2次関数の最大値・最小値 ↓2次関数のグラフと直線(文字係数) ↓解と定数の大小問題 ↓絶対値付き関数のグラフ |
♪♥♫♦∀~教科書レベル,見る数学~∳♣♬∅♠
(1)
2次関数y=a(x−p)2+qのグラフは,2次関数y=ax2のグラフを
x軸方向にp,y軸方向にqだけ平行移動した放物線で,
軸の方程式はx=p,頂点の座標は(p, q)である.
a>0のとき
a<0のとき
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(2)
2次関数y=a(x−p)2+qは,
• a>0のとき,下に凸のグラフになる.
※「限りなく大きな値がある」とき「最大値はない」という.「限りなく小さな値がある」とき「最小値はない」という.x=pで最小値qをとり,最大値はない. • a<0のとき,上に凸のグラフになる. x=pで最大値qをとり,最小値はない.
たとえば,「正の整数に最大値Nがある」と仮定すれば,N+1も正の整数でNよりも大きいから,「正の整数に最大値Nがある」という話は嘘だったことになる.このようにして,正の整数には最大値はないということが証明できる(この証明の仕方「背理法」は数学Bで習う)
※小学校の時に「円の対称軸は何本あるか?」という問題に「多数」と答えたら×をつけた先生がいた.「無数」を正解にしたいらしい.しかし「ない」と書けばこれも×のはず.「1つも無い」のと「多過ぎて数え切れ無い」のとは違う.
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【例題1】
次の2次関数の最大値または最小値を求めてください.また,そのときのxの値を求めてください. y=(x−1)2+2 (解答) 右図のように,頂点の座標が(1, 2)の放物線で,グラフは下に凸になる. 最大値なし x=1のとき最小値2をとる…(答) |
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(3)
《定義域が限られたときの最大値・最小値》 2次関数y=a(x−p)2+q (a>0)において,定義域がs≦x≦tのときの最大値M・最小値m 定義域s≦x≦tが頂点よりも左側にあるとき x=sのとき最大値Mをとる x=tのとき最小値mをとる
頂点のx座標x=pは,定義域の中にないから,qは,最大値でもなく,最小値でもない
定義域s≦x≦tの中に頂点があり,頂点が定義域の中央よりも右側にあるとき x=sのとき最大値Mをとる x=pのとき最小値m(=q)をとる
定義域の右端の値x=tのときは,最大値でもなく,最小値でもない
定義域s≦x≦tの中に頂点があり,頂点が定義域の中央よりも左側にあるとき x=tのとき最大値Mをとる x=pのとき最小値m(=q)をとる
定義域の左端の値x=sのときは,最大値でもなく,最小値でもない
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定義域s≦x≦tが頂点よりも右側にあるとき x=tのとき最大値Mをとる x=sのとき最小値mをとる
頂点のx座標x=pは,定義域の中にないから,qは,最大値でもなく,最小値でもない
定義域の左端の値と右端の値が等しいとき x=s, tのとき最大値Mをとる x=pのとき最小値m(=q)をとる
一番大きい値が2つ並んでいるとき,2つとも最大値とする
a<0の場合は上に凸のグラフになるが,グラフを描いて同様に考えれば分かるはずなので,解説は省略
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(4)
• 定義域が限られた2次関数の最大値・最小値を求めるためには,「①頂点のy座標」「②定義域の左端のy座標」「③定義域の右端のy座標」の3つを比較することが重要.①を求めるには2次関数を平方完成形で書く必要がある
展開形 y=ax2+bx+c
などで書かれている問題は,
因数分解形 y=a(x−α)(x−β)
平方完成形 y=a(x−p)2+q
に直して,最大値・最小値を求めるとよい. |
【例題3-1】
次の2次関数の最大値,最小値およびそのときのxの値を求めてください y=x2+6x+7(−4≦x≦−1) y=(x+3)2−2と変形する. 頂点の座標は(−3, −2)で下に凸のグラフになる. 頂点が定義域の中央よりも左側にあるから 右端x=−1で最大値2をとる 頂点x=−3で最小値−2をとる |
【例題3-2】
次の2次関数の最大値,最小値およびそのときのxの値を求めてください y=x2+2x−3(−4≦x≦1) y=(x+1)2−4と変形する. 頂点の座標は(−1, −4)で下に凸のグラフになる. 頂点が定義域の中央よりも右側にあるから 左端x=−4で最大値5をとる 頂点x=−1で最小値−4をとる |
【例題3-3】
次の2次関数の最大値,最小値およびそのときのxの値を求めてください y=−x2+4x−3(0≦x≦4) y=−(x−2)2+1と変形する. 頂点の座標は(2, 1)で上に凸のグラフになる. 頂点が定義域の中央にあるから 頂点x=2で最大値1をとる x=0, 4で最小値−3をとる |
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