実数a,bが a+b≦1 a≧0 b≧0 を満たしながら動くとき 放物線y=x~2+ax+bが動く範囲を図示せよ
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No.78075 - 2021/09/06(Mon) 16:10:45
| ☆ Re: / 編入受験生 | | | 図示できないので概略だけ。 (a,b)平面上で上記の条件を満たす実数a,bの取りうる領域Dは, a,bが第一象限にあってb=-a+1より下側にある場合。 ただし境界は含む。
今、領域Dは閉じていて領域D上の各a,bに対してyは連続であるから、x=kのときのy(a,b)の最大値・最小値が存在し、その範囲のすべての値をyは取る。 実際,y(a_1,b_1)で最大、y(a_2,b_2)で最小を取るとき, 点(a_1,b_1)と点(a_2,b_2)を通る曲線Cを領域Dに含まれるように取ると,中間地の定理からC上の各点のyはy(a_1,b_1)とy(a_2,b_2)の範囲にありかつその範囲のすべての値を取る.
よってx=kのときのyの最小値と最大値を求めればよい. aを固定したときのy(a,b)の最大値・最小値を求めると, y=k^2+ka+bから明らかにy=k^2+ka+1-a=k^2+(k-1)a+1が最大, y=k^2+ka+0が最小となる. 次にaを動かしたときの最大・最小を求める. k>=1のとき,(k-1)は正だからy=k^2+k-1+1=k^2+kが最大, k<=1のとき,y=k^2+1が最大となる. 一方,k>=0のときkは正だから,y=k^2が最小. k<=0のときkは負だから,y=k^2+kが最小. これよりkをxに読み替えて,
x>=1のとき,y=x^2+xとy=x^2の間を動き、 0<=x<=1のとき,y=x^2+1とy=x^2の間を動き, x<=0のとき,y=x^2+1とy=x^2+xの間を動く. 全て境界を含む.
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No.78080 - 2021/09/06(Mon) 18:35:52 |
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