マーク方式の数学の問題を作ってみた。

仕事や趣味で数学の問題を解いています。その解いた問題や他に作った問題をマーク方式の問題にして出題しながら日常をつぶやきます。

東京未来大学の問題ver.20220807

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今週は東京未来大学2018年の問題です。

今回は2日目第4問です。

今回の問題について

難易度は☆☆です。

2次関数の変域に関する問題です。

難易度表記については以下の記事をご参照ください。

red-red-chopper-mathmatics.hatenablog.com

今回の問題の解説

(1)関数 y=x^{2}-4x-3の式を平方完成すると y=(x-2)^{2}-7となりますので、この式を表す放物線の頂点は (2,-7)です。

あとは2次関数の変域を求めるのですが、これは定義域に頂点が含まれるかどうかをまず考えます。

定義域が -5\leqq x\leqq 1のとき、頂点が含まれていません。

この場合は、頂点から最も近いところと最も遠いところがどこにあるかを考えます。

放物線の軸が x=2で、放物線が下に凸ですので、この軸から近いほど値が小さく、軸から遠いほど値が大きくなります。

したがって、 x=-5のとき yの値が最も大きく、 x=1のとき yの値が最も小さくなります。

これらのときの値をそれぞれ求めれば、値域は -6\leqq y\leqq 42になります。

定義域が 1\leqq x\leqq 5のときは、定義域に頂点が含まれています。

このときは、頂点で最小値をとり、頂点から最も遠い x=5のところで最大値をとります。

それぞれのときの yの値を求めれば、値域は -7\leqq y\leqq 2となります。

(2)条件式を使って最大値または最小値を求める問題です。

 x+y=2が条件ですので、 y=-x+2 x^{2}+y^{2}に代入すると

 x^{2}+y^{2}=x^{2}+(-x+2)^{2}

 =x^{2}+x^{2}-4x+4

{tex: =2x^{2}-4x+4]

 =2(x-1)^{2}+2

となります。

 x,\ yのとりうる値の範囲は実数全体ですので x^{2}+y^{2} (x,y)=(1,1)のとき最小値2をとります。

いかがだったでしょうか?

基礎的な問題だったかと思います。

この類の問題は教科書傍用問題集にも載っている問題です。

定期テストの問題をしっかり解くことでも実力はつくかと思います。

 

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