【質問】数学:2次関数の最大・最小

〔質問〕
y=X2-6X+7
 
◎aを正の定数として、0≦X≦aにおける
y の最大値をM、最小値をmとする。
 
(1):mをaの値で場合分けして求めよ。
(2):Mをaの値で場合分けして求めよ。
(3):M+4m=0となるようなaの値をすべて求めよ。
〔回答〕
2次関数の最大・最小は、グラフと定義域との関係でその都度変わります。
今回は定義域の左端が固定されています。右端がどうなるかに応じて最大・最小が変わっていきますので、それを追ってください。
 
まず、冒頭に、このグラフを書いてください。
その後、定義域を 0≦X≦a で設定しますが、ここでは説明上、定義域の右端が a の値に応じて徐々に右に広がっていくものとして話を進めます。
 
(1) 最小値は「定義域の右端が軸まで達しないとき(a<3 のとき)」は定義域の右端である f(a) が最小値となります。
その後、「定義域の右端が軸よりも右側」になると、それ以降は頂点の箇所が最小値になります。
 
(2) 最大値は、定義域を右の方に広げていった際に、しばらくは f(0) の箇所が該当します。
その後、しばらくすると、f(0)=f(a) となる箇所があります(ちょうど「U」字型になるとき)。ここで、話が切り替わり、その後は定義域の右端である f(a) が最大値となります。
 
(3) (1)、(2) を整理すると、
・0<a<● のとき、M=●、m=●
・●≦a≦● のとき、M=●、m=●
・a>● のとき、M=●、m=●
というように場合分けできると思います。
これらのそれぞれで、M+4m=0 となるものが存在するかどうかを確認すればOKです

 

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