【第3章 2次関数】第7節:範囲付き最大・最小を完全攻略する「3ステップ視察術」

みなさん、こんにちは!浦元です。
火曜日は「定義域(xの範囲)がつくと、グラフの切り取られた場所によって最大・最小が決まる」という基本イメージを掴みましたね。

今日は実際にテストで満点を取るための「絶対に失敗しない3ステップ攻略法」を、具体例と一緒にマスターしましょう!


🎯 例題で挑戦!

【問題】

y = x² - 4x + 1 (0 ≦ x ≦ 3) の最大値と最小値を求めよ。

一見難しそうに見えますが、次の3ステップを踏めば誰でも秒速で解けます!


✨ 攻略の3ステップ

STEP 1:平方完成して「頂点」を出す!

y = (x - 2)² - 3
よって、頂点は (2, -3)、軸は x = 2 です。

STEP 2:「範囲の両端」と「頂点」のy座標を計算する!

グラフの候補地(両端と頂点)の高さ(yの値)をあらかじめ出しておきます。
・x = 0 のとき:y = 1 (左端)
・x = 2 のとき:y = -3 (頂点 ※範囲内!)
・x = 3 のとき:y = -2 (右端)

STEP 3:見比べてチャンピオンを決める!

出そろったyの値を比べるだけです!
・一番高い数値: 1 (x = 0 のとき) ➔ 最大値
・一番低い数値: -3 (x = 2 のとき) ➔ 最小値


💡 なぜ「x = 3(右端)」は選ばれなかったのか?

軸である x = 2 から見ると、左端の x = 0 は「距離が2」離れていますが、右端の x = 3 は「距離が1」しか離れていません。

放物線は左右対称なので、軸から遠く離れるほど、より高く伸びていきます!

だからこそ、軸から遠い x = 0 の場所が最も高い位置(最大値)になったわけですね。


📌 本日のまとめ

  • 定義域がある時は「両端」と「頂点」の3箇所の高さ(yの値)を計算する!
  • 軸からの距離が遠いほど、より高くなる(下に凸の場合)!

明日は「文字係数(aやk)が入った応用パターン」の考え方に触れていきます!

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