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Pro Plan専用マップで製作されたクイズ
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高校 1
数学

数Ⅰ 05. 2次関数(2)2次関数の値の変化⭐

まなぶてらす じょん先生
2
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公開クイズ

問題 1

OX

【2次関数 y = a( x - p )² + q の最大・最小】 a > 0 の時,x = p で最小値 q をとる。最大値はない。 a < 0 の時,x = p で最大値 q をとる。最小値はない。

ヒント

図のようにグラフを頭の中で思い浮かべて a > 0 なら 下に凸の放物線で 頂点より左側では y の値はどんどん減っていき 頂点で y は最小になり 頂点より右側では y の値はどんどん増えていく しかもいくらでも大きな値をとる(最大値はない) a < 0 なら その逆だね

問題 2

選択式

次の2次関数に最大値,最小値があれば,それを求めよ。 y = x² - 4x + 3

  • x = -2 で最小値 1 をとる,最大値はない
  • x = -2 で最小値 -1 をとる,最大値はない
  • x = 2 で最小値 1 をとる,最大値はない
  • x = 2 で最小値 -1 をとる,最大値はない
ヒント

何はともあれ平方完成!だね y = ( x - 2 )² - 1 ● 頂点が ( 2, -1 ) だから・・・と考えてもいいし ● 実際に x = 2 を代入すると y = 0² - 1 = -1 だから・・・と考えてもいいね

問題 3

選択式

次の2次関数に最大値,最小値があれば,それを求めよ。 y = -x² + 2x + 3

  • x = -1 で最大値 -4 をとる,最小値はない
  • x = -1 で最大値 4 をとる,最小値はない
  • x = 1 で最大値 -4 をとる,最小値はない
  • x = 1 で最大値 4 とる,最小値はない
ヒント

何はともあれ平方完成!だね y = -( x - 1 )² + 4 ● 頂点が ( 1, 4 ) だから・・・と考えてもいいし ● 実際に x = 1 を代入すると y = 0² + 4 = 4 だから・・・と考えてもいいね

問題 4

OX

【定義域に制限がある場合の最大・最小】 →別の言い方だと 【範囲が決まっている時の最大・最小】 ここでは,簡単にするために a > 0 の場合で考える 下に凸の放物線(上に開いている放物線) 一言で言うと 【頂点(ちょうてん)と端点(たんてん)で最大・最小になる!】 詳しく言うと 頂点が範囲内にあれば,最小値は頂点,最大値はどちらか両端の値* 頂点が範囲外にあれば,最大値も最小値も両端の値

ヒント

* ただし,頂点が範囲内のど真ん中にあれば,両端の点2か所で最大値をとることに注意しようね

問題 5

選択式

次の2次関数の最大値,最小値を求めよ。 y = x² - 2x + 2 ( -1 ≦ x ≦ 2 )

  • x = -1 で最大値 5,x = 1 で最小値 -1
  • x = -1 で最大値 5,x = 2 で最小値 2
ヒント

何はともあれ平方完成!だね y = ( x - 1 )² + 1 ● 頂点が ( 1, 1 ) ● x の範囲が -1 から 2 まで だから 頂点が範囲内にあるので,最小値は頂点 範囲のど真ん中よりも右に頂点がずれているので,頂点は右端の方が近く,左端の方が離れている→最大値は左端の値

問題 6

選択式

次の2次関数の最大値,最小値を求めよ。 y = -x² + 4x - 1 ( 0 ≦ x ≦ 1 )

  • x = 0 で最小値 -1,x = 1 で最大値 2
  • x = 0 で最小値 -1,x = 2 で最大値 3
ヒント

何はともあれ平方完成!だね y = -( x - 2 )² + 3 ● 頂点が ( 2, 3 ) ● x の範囲が 0 から 1 まで ● ただし,a < 0 だからグラフが上に凸であることに注意 だから 頂点が範囲外にあるので,最大値も最小値も端点 範囲よりも右に頂点がずれているので,範囲右端が頂点に近く,範囲左端が離れている→最小値は左端の値,最大値は右端の値

問題 7

OX

【最大・最小から定数項を決定】 頂点(ちょうてん)と端点(たんてん)で最大・最小になる! という点を使うだけ!

問題 8

選択式

次の2次関数の最大値が 8 となるように,定数 c の値を求めよ。また,その時の最小値も求めよ。 y = x² - 4x + c ( 1 ≦ x ≦ 5 )

  • c = 3,x = 1 の時最小値 1
  • c = 3,x = 2 の時最小値 -1
ヒント

何はともあれ平方完成!だね y = ( x - 2 )² + c - 4 ● 頂点が ( 2, c-4 ) ● x の範囲が 1 から 5 まで だから 頂点が範囲内にあるので,最小値は頂点 範囲のど真ん中よりも左に頂点がずれているので,範囲左端が頂点に近く,範囲右端が離れている→最大値は右端の値 x = 5 の時,最大値 8 をとるから 5² - 4 × 5 + c = 8 を解いて c = 3 また,最小値は頂点の y 座標だから c - 4 = -1

問題 9

OX

【定義域が動く場合の最大・最小】 ここでは,簡単にするために a > 0 の場合で考える 下に凸の放物線(上に開いている放物線) 一言で言うと 【頂点(ちょうてん)と端点(たんてん)で最大・最小になる!】 詳しく言うと 頂点が範囲内にあれば,最小値は頂点,最大値はどちらか両端の値 頂点が範囲外にあれば,最大値も最小値も両端の値

問題 10

選択式

a は正の定数とする。次の2次関数の最小値を求めよ。 y = x² - 4x + 1 ( 0 ≦ x ≦ a )

  • さっぱり分からない
  • 0 < a < 2 の時,x = a で最小値 a² - 4a + 1, 2 ≦ a の時,x = 2 で最小値 -3
ヒント

何はともあれ平方完成!だね y = ( x - 2 )² - 3 ● 頂点が ( 2, -3 ) ● x の範囲が 0 から a まで 頂点が範囲内にあれば最小値は頂点 頂点が範囲外にあれば最小値は端点 範囲よりも右に頂点がずれているので,範囲右端が頂点に近い → 範囲右端の時の y の値が最小値 x が 0 から 2 までの間は頂点を含まないから,x = a で最小値 をとる x が 2 以上になると頂点が必ず範囲内にあるから,頂点で最小値をとる

問題 11

OX

【グラフの頂点が動く場合の最大・最小】 ここでは,簡単にするために a > 0 の場合で考える 下に凸の放物線(上に開いている放物線) 一言で言うと 【頂点(ちょうてん)と端点(たんてん)で最大・最小になる!】 詳しく言うと 頂点が範囲内にあれば,最小値は頂点,最大値はどちらか両端の値* 頂点が範囲外にあれば,最大値も最小値も両端の値

問題 12

選択式

a は定数とする。次の2次関数の最小値を求めよ。 y = x² - 2ax + a² + 1 ( 0 ≦ x ≦ 2 )

  • さっぱり分からない
  • a < 0 の時,x = 0 で最小値 a² + 1, 0 ≦ a ≦ 2 の時,x = a で最小値 1,2 ≦ a の時 x = 2 で最小値 a² - 4a + 5
ヒント

何はともあれ平方完成!だね y = ( x - a )² + 1 ● 頂点が ( a, 1 ) ● x の範囲が 0 から 2 まで 頂点が範囲内にあれば最小値は頂点 頂点が範囲外にあれば最小値は端点 範囲よりも左に頂点がずれていれば,範囲右端が頂点に近い → 範囲右端の時の y の値が最小値 範囲よりも右に頂点がずれていれば,範囲左端が頂点に近い → 範囲左端の時の y の値が最小値 先に端点の y の値を求めておくといいよ つまり x = 0 の時は y = 0-0+a²+1 = a²+1 x = 2 の時は y = 4-4a+a²+1 = a²-4a+5

問題 13

短答式

直角三角形ABCにおいて,直角をはさむ2辺AC,BCの長さの和が14cmであるとする。このような直角三角形の面積の最大値を求めよ。(数字だけで答える)

  • 49/2

  • 24.5

ヒント

AC=x cm とおくと,BC=14-x cm と表せる AC>0, BC=14-x>0より x>0, 14-x>0 を解いて 0<x<14 …① 直角三角形ABCの面積を y cm² とすると y = x(14-x)×1/2=-1/2 x²+7x これを平方完成すると y = -1/2 ( x - 7 )² + 49/2 よって x = 7 の時,最大値 49/2 となる ちなみに,これは両辺とも 7 cm,つまり,直角二等辺三角形の時だね

問題 14

選択式

2次関数のグラフが次の条件を満たす時,その関数を求めよ。 頂点が ( 1 , 3 ) で,点 ( 0, 5 ) を通る

  • A. まずは y = a ( x - 1 )² + 3 とおき,その式に x = 0,y = 5 を代入して a を求める
  • B. まずは y = ax² + bx + c とおき,その式に x = 1,y = 3 と,x = 0,y = 5 を代入して求める
ヒント

A. のやり方の続きは・・・ a = 2 となるから,y = 2 ( x - 1 )² + 3 すなわち y = 2x² - 4x + 5 B. のやり方の続きは・・・ 文字が a, b , c の3種類あるのに,方程式が 2つしか作れないので行き詰ってしまうね 【頂点や軸,と言われたら,何はともあれ基本形の式 y = a( x - p )² + q を使え!】

問題 15

選択式

2次関数のグラフが次の条件を満たす時,その関数を求めよ。 軸が x = -1 で,2点 ( -2, 9 ),( 1, 3 ) を通る

  • A. まずは y = ax² + bx + c とおき,その式に x = -2,y = 9 と,x = 1,y = 3 を代入して求める
  • B. まずは y = a ( x + 1 )² + q とおき,その式に x = -2,y = 9 と,x = 1,y = 3 を代入して求める
ヒント

A. のやり方の続きは・・・ 文字が a, b , c の3種類あるのに,方程式が 2つしか作れないので行き詰ってしまうね B. のやり方の続きは・・・ 9 = a + q,3 = 4a + q の連立方程式を解いて,a = -2,q = 11 よって y = -2( x + 1)² + 11 すなわち y = -2x² - 4x + 9 【頂点や軸,と言われたら,何はともあれ基本形の式 y = a( x - p )² + q を使え!】だね

問題 16

選択式

2次関数のグラフが次の条件を満たす時,その関数を求めよ。 3点 ( -1, -2 ),( 2, 7 ),( 3, 18) を通る

  • A. まずは y = a ( x - p )² + q とおき,その式に 3点の座標を代入して a, p, q を求める
  • B. まずは y = ax² + bx + c とおき,その式に 3点の座標を代入して a, b, c を求める
ヒント

A. のやり方は間違いではないが,計算は大変 しかも,a, p, q を求めた後にまた整理しなければならない B. のやり方だと,a = 2,b = 1,c = -3 より y = 2x² + x - 3 【特に頂点,軸と言っていない場合は,標準形の式 y = ax² + bx +c を使え!】

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