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数研出版|高等学校数学Ⅰ[104-903]

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 第3章 2次関数

一部の問題の解説はリンク先にありますので、確認してください。
また、解答は独自で解いたものですので、間違えやタイプミス等がありましたらご連絡ください。

 



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高等学校数学Ⅰ 第1章 数と式
高等学校数学Ⅰ 第2章 集合と命題
高等学校数学Ⅰ 第3章 2次関数

第4章以降は現在準備中です。

第3章 2次関数

第1節 2次関数とグラフ

p.75 練習1\({\small (1)}~4\)  \({\small (2)}~4\)  \({\small (3)}~a^2+2a+1\)  \({\small (4)}~a^2\)


解法のPoint|関数の値と関数の表し方
p.75 練習2\(~~~y=2x~(x{\small ~≧~}4)\)


解法のPoint|関数の値と関数の表し方
p.76 練習3\({\small (1)}~\)第1象限  \({\small (2)}~\)第4象限
\({\small (3)}~\)第2象限  \({\small (4)}~\)第3象限


解法のPoint|座標平面上の象限と点の移動
p.76 深める\(~~~y=x+3\)
点 \((-1~,~-1)\) は通らない


解法のPoint|座標平面上の象限と点の移動
p.77 練習4\({\small (1)}~-2{\small ~≦~}y{\small ~≦~}7\)

\({\small (2)}~0{\small ~≦~}y{\small ~≦~}8\)


解法のPoint|1次関数のグラフ・値域・最大値と最小値
p.77 練習5\({\small (1)}~-3{\small ~≦~}y{\small ~≦~}3\)
 \(x=2\) で、最大値 \(3\)
 \(x=-1\) で、最大値 \(-3\)

\({\small (2)}~-4{\small ~≦~}y{\small ~≦~}5\)
 \(x=0\) で、最大値 \(5\)
 \(x=3\) で、最大値 \(-4\)


解法のPoint|1次関数のグラフ・値域・最大値と最小値
p.79 練習6\({\small (1)}~\)下に凸

\({\small (2)}~\)上に凸

\({\small (3)}~\)下に凸


解法のPoint|2次関数y=ax²のグラフ
p.80 練習7\({\small (1)}~\)軸は \(y\) 軸、頂点 \((0,3)\)

\({\small (2)}~\)軸は \(y\) 軸、頂点 \((0,-1)\)

\({\small (3)}~\)軸は \(y\) 軸、頂点 \((0,2)\)


解法のPoint|2次関数y=ax²のグラフ
p.81 練習8\({\small (1)}~\)軸は \(x=2\)、頂点 \((2,0)\)

\({\small (2)}~\)軸は \(x=-1\)、頂点 \((-1,0)\)

\({\small (3)}~\)軸は \(x=-2\)、頂点 \((-2,0)\)


解法のPoint|2次関数y=ax²のグラフ
p.82 練習9\({\small (1)}~\)軸は \(x=1\)、頂点 \((1,2)\)

\({\small (2)}~\)軸は \(x=2\)、頂点 \((2,-4)\)

\({\small (3)}~\)軸は \(x=-1\)、頂点 \((-1,2)\)

\({\small (4)}~\)軸は \(x=-2\)、頂点 \((-2,-1)\)


解法のPoint|2次関数y=ax²のグラフ
p.83 練習10\({\small (1)}~(x+4)^2-16\)
\({\small (2)}~(x-3)^2-1\)
\({\small (3)}~2(x-2)^2-3\)
\({\small (4)}~3(x+1)^2-1\)


\({\small (5)}~\left(x+\displaystyle \frac{\,1\,}{\,2\,}\right)^2-\displaystyle \frac{\,9\,}{\,4\,}\)


\({\small (6)}~-2\left(x-\displaystyle \frac{\,3\,}{\,2\,}\right)^2+\displaystyle \frac{\,17\,}{\,2\,}\)


解法のPoint|平方完成とy=ax²+bx+cのグラフ
p.84 練習11\({\small (1)}~\)軸は \(x=2\)、頂点 \((2,-1)\)

\({\small (2)}~\)軸は \(x=-2\)、頂点 \((-2,-5)\)

\({\small (3)}~\)軸は \(x=1\)、頂点 \((1,4)\)


\({\small (4)}~\)軸は \(x=-\displaystyle \frac{\,3\,}{\,2\,}\)、頂点 \(\left(-\displaystyle \frac{\,3\,}{\,2\,},\displaystyle \frac{\,9\,}{\,4\,}\right)\)


■ この問題の詳しい解説はこちら!
p.84 深める\(~~~y=x^2-4x+9\)
点 \((-1~,~-1)\) は通らない

p.85 練習12\(x\) 軸方向に \(-2\)、\(y\) 軸方向に \(-3\)


解法のPoint|2つの放物線が重なる条件
p.86 研究 練習1\(~~~y=2x^2+3x+2\)


解法のPoint|放物線の平行移動
p.87 研究 練習1\(x\) 軸:\(y=-x^2-4x-1\)
\(y\) 軸:\(y=x^2-4x+1\)
原点:\(y=-x^2+4x-1\)


解法のPoint|放物線のx軸・y軸・原点対称移動

 



問題

p.88 問題 1\({\small (1)}~0\)  \({\small (2)}~-a+b\)  \({\small (3)}~3a+3b\)


解法のPoint|関数の値と関数の表し方
p.88 問題 3\({\small (1)}~y=-2(x-1)^2-3\)
\({\small (2)}~y=-2(x+2)^2+5\)


解法のPoint|2次関数y=a(x-p)²+qのグラフ
p.88 問題 4\({\small (1)}~\)軸は \(x=-1\)、頂点 \((-1,0)\)


\({\small (2)}~\)軸は \(x=\displaystyle \frac{\,1\,}{\,2\,}\)、頂点 \(\left(\displaystyle \frac{\,1\,}{\,2\,},1\right)\)

\({\small (3)}~\)軸は \(x=3\)、頂点 \((3,-4)\)


\({\small (4)}~\)軸は \(x=-\displaystyle \frac{\,5\,}{\,4\,}\)、頂点 \(\left(-\displaystyle \frac{\,5\,}{\,4\,},-\displaystyle \frac{\,49\,}{\,8\,}\right)\)


■ この問題の詳しい解説はこちら!
p.88 問題 5\({\small (1)}~(1~,~-3)\)
\({\small (2)}~y=2(x-3)^2-4\)


解法のPoint|放物線の平行移動
p.88 問題 6\({\small (1)}~y=f(x)\) の頂点
\({\small (2)}~f(0)\gt 0~,~g(0)\lt 0\)


解法のPoint|2次関数y=a(x-p)²+qのグラフ

 



第2節 2次関数の値の変化

p.89 練習13\({\small (1)}~\)最大値なし
\(~~~~~\)最小値 \(4~(x=3)\)


\({\small (2)}~\)最大値 \(-3~(x=-1)\)
\(~~~~~\)最小値なし


解法のPoint|2次関数の最大値・最小値(定義域なし)
p.90 練習14\({\small (1)}~\)最大値なし
\(~~~~~\)最小値 \(-4~(x=3)\)


\({\small (2)}~\)最大値 \(\displaystyle \frac{\,25\,}{\,8\,}~\left(x=\displaystyle \frac{\,5\,}{\,4\,}\right)\)
\(~~~~~\)最小値なし


解法のPoint|2次関数の最大値・最小値(定義域なし)
p.90 深める\(~~~y=x^2+2x+1\)

p.91 練習15\({\small (1)}~\)最大値 \(11~(x=2)\)
\(~~~~~\)最小値 \(2~(x=-1)\)


\({\small (2)}~\)最大値 \(1~(x=2)\)
\(~~~~~\)最小値 \(-3~(x=0)\)


\({\small (3)}~\)最大値 \(44~(x=3)\)
\(~~~~~\)最小値 \(8~(x=1)\)


\({\small (4)}~\)最大値 \(18~(x=3)\)
\(~~~~~\)最小値 \(0~(x=0,6)\)


解法のPoint|定義域のある2次関数の最大値・最小値
p.92 練習16\({\small (1)}~-3\)
\({\small (2)}~-12\)


解法のPoint|定義域ありの最大値・最小値と2次関数の決定
p.93 練習17\(0\lt a\lt 1\) のとき
 \(x=a\) で最大値 \(-a^2+2a+1\)


\(1{\small ~≦~}a\) のとき
 \(x=1\) で最大値 \(2\)


■ この問題の詳しい解説はこちら!
p.94 練習18\(a\lt 0\) のとき
 \(x=0\) で最小値 \(2a^2\)


\(0{\small ~≦~}a{\small ~≦~}1\) のとき
 \(x=a\) で最小値 \(0\)


\(1\lt a\) のとき
 \(x=1\) で最小値 \(2a^2-4a+2\)


■ この問題の詳しい解説はこちら!
p.95 練習19\(~~~\displaystyle \frac{\,49\,}{\,2\,}~(x=7)\)


■ この問題の詳しい解説はこちら!
p.96 練習20\({\small (1)}~y=-\displaystyle \frac{\,1\,}{\,2\,}(x+2)^2+4\)


\({\small (2)}~y=2(x-2)^2-13\)


解法のPoint|頂点や軸の条件と2次関数の決定
p.98 練習21\({\small (1)}~a=2~,~b=-6~,~c=4\)
\({\small (2)}~x=3~,~y=2~,~z=1\)


解法のPoint|3点を通る2次関数の決定
p.98 練習22\(~~~y=2x^2-3x-4\)


解法のPoint|3点を通る2次関数の決定

 



問題

p.99 問題 7\({\small (1)}~x=0\) で最大値 \(-1\)、\(x=\displaystyle \frac{\,3\,}{\,2\,}\) で最小値 \(-\displaystyle \frac{\,13\,}{\,4\,}\)
\({\small (2)}~x=-\displaystyle \frac{\,5\,}{\,6\,}\) で最大値 \(\displaystyle \frac{\,25\,}{\,12\,}\)、\(x=1\) で最小値 \(-8\)


解法のPoint|定義域のある2次関数の最大値・最小値
p.99 問題 8\({\small (1)}~a \lt 0\) のとき \(x=0\) で最小値 \(0\)
  \(0{\small ~≦~}a{\small ~≦~}2\) のとき \(x=a\) で最小値 \(-a^2\)
  \(2 \lt a\) のとき \(x=2\) で最小値 \(-4a+4\)


\({\small (2)}~a \lt 1\) のとき \(x=2\) で最大値 \(-4a+4\)
  \(a=1\) のとき \(x=0~,~2\) で最大値 \(0\)
  \(1 \lt a\) のとき \(x=0\) で最大値 \(0\)


■ この問題の詳しい解説はこちら!
p.99 問題 9 仕入れの個数 \(675\) 個
 1個あたりの売り値 \(245\) 円


■ この問題の詳しい解説はこちら!
p.99 問題 11 \(y=-3(x-2)^2+8\)


■ この問題の詳しい解説はこちら!

 



第3節 2次方程式と2次不等式

p.100 練習23\({\small (1)}~x=0~,~-4\)  \({\small (2)}~x=2~,~3\)


\({\small (3)}~x=-1~,~-\displaystyle \frac{\,1\,}{\,2\,}\)  \({\small (4)}~x=2~,~-\displaystyle \frac{\,2\,}{\,3\,}\)


解法のPoint|2次方程式の実数解と解の公式
p.101 練習24\({\small (1)}~x=\displaystyle \frac{\,-7\pm\sqrt{33}\,}{\,2\,}\)  \({\small (2)}~x=\displaystyle \frac{\,-2\pm\sqrt{7}\,}{\,3\,}\)


\({\small (3)}~x=3~,~-\displaystyle \frac{\,1\,}{\,3\,}\)  \({\small (4)}~x=-\displaystyle \frac{\,3\,}{\,2\,}\)


解法のPoint|2次方程式の実数解と解の公式
p.102 練習25\({\small (1)}~x=-1\pm\sqrt{3}\)  \({\small (2)}~x=\displaystyle \frac{\,1\pm2\sqrt{2}\,}{\,3\,}\)
\({\small (3)}~x=-\sqrt{3}\)  \({\small (4)}~x=\sqrt{3}\pm1\)


解法のPoint|2次方程式の実数解と解の公式
p.103 練習26\({\small (1)}~\)2個  \({\small (2)}~\)0個  \({\small (3)}~\)1個


解法のPoint|2次方程式の実数解の個数
p.104 練習28 \(m=4\) のとき重解 \(x=-3\)
 \(m=-4\) のとき重解 \(x=1\)


解法のPoint|2次方程式の実数解の条件
p.106 練習29\({\small (1)}~(-1~,~0)~,~(3~,~0)\)


\({\small (2)}~\left(\displaystyle \frac{\,3+\sqrt{5}\,}{\,2\,}~,~0\right)~,~\left(\displaystyle \frac{\,3-\sqrt{5}\,}{\,2\,}~,~0\right)\)


\({\small (3)}~(-1~,~0)\)


\({\small (4)}~(3~,~0)~,~\left(-\displaystyle \frac{\,1\,}{\,2\,}~,~0\right)\)


また、\({\small (3)}\) が \(x\) 軸と接する


解法のPoint|2次関数とx軸の共有点の座標
p.108 練習30\({\small (1)}~\)0個  \({\small (2)}~\)2個  \({\small (3)}~\)1個


解法のPoint|2次関数とx軸の共有点の個数
p.109 練習31 \(m\gt -2\) のとき 2個
 \(m=-2\) のとき 1個
 \(m\lt -2\) のとき 0個


解法のPoint|2次関数とx軸の共有点の条件
p.109 発展 練習1\({\small (1)}~(3~,~1)~,~(5~,~5)\)
\({\small (2)}~(2~,~2)\)


解法のPoint|放物線と直線の共有点の座標
p.110 発展 練習2\(~~~k=-4~,~(2~,~-2)\)


解法のPoint|放物線と直線の共有点の個数
p.111 練習32\({\small (1)}~x\lt -2\)
\({\small (2)}~x{\small ~≧~}2\)


解法のPoint|1次関数のグラフと1次不等式の解
p.113 練習33\({\small (1)}~x\lt 1~,~3\lt x\)
\({\small (2)}~-2\lt x\lt 5\)
\({\small (3)}~-1{\small ~≦~}x{\small ~≦~}0\)
\({\small (4)}~x{\small ~≦~}-1~,~2{\small ~≦~}x\)
\({\small (5)}~x\lt -3~,~-2\lt x\)
\({\small (6)}~-3{\small ~≦~}x{\small ~≦~}3\)


解法のPoint|x軸と2点で交わる2次不等式の解
p.114 練習34\({\small (1)}~x{\small ~≦~}\displaystyle \frac{\,1\,}{\,2\,}~,~2{\small ~≦~}x\)
\({\small (2)}~-\displaystyle \frac{\,3\,}{\,2\,}\lt x\lt -1\)
\({\small (3)}~-1-\sqrt{2}{\small ~≦~}x{\small ~≦~}-1+\sqrt{2}\)
\({\small (4)}~x\lt -\sqrt{5}~,~\sqrt{5}\lt x\)


解法のPoint|x軸と2点で交わる2次不等式の解
p.115 練習35\({\small (1)}~x\lt -\displaystyle \frac{\,1\,}{\,2\,}~,~1\lt x\)


\({\small (2)}~\displaystyle \frac{\,5-\sqrt{13}\,}{\,6\,}{\small ~≦~}x{\small ~≦~}\displaystyle \frac{\,5+\sqrt{13}\,}{\,6\,}\)


解法のPoint|x軸と2点で交わる2次不等式の解
p.115 練習36\({\small (1)}~x=2\) 以外のすべての実数
\({\small (2)}~\)解なし
\({\small (3)}~x=-3\)
\({\small (4)}~\)すべての実数


解法のPoint|x軸と接する2次不等式の解
p.116 練習37\({\small (1)}~\)すべての実数
\({\small (2)}~\)解なし
\({\small (3)}~\)解なし
\({\small (4)}~\)すべての実数


解法のPoint|x軸と交わらない2次不等式の解
p.117 練習38\({\small (1)}~\)すべての実数
\({\small (2)}~\)解なし


\({\small (3)}~x=\displaystyle \frac{\,\sqrt{3}\,}{\,3\,}\)


\({\small (4)}~-1-\sqrt{3}\lt x\lt -1+\sqrt{3}\)


解法のPoint|x軸と2点で交わる2次不等式の解


解法のPoint|x軸と接する2次不等式の解


解法のPoint|x軸と交わらない2次不等式の解
p.118 練習39\(~~~m{\small ~≦~}-\sqrt{3}~,~\sqrt{3}{\small ~≦~}m\)


■ この問題の詳しい解説はこちら!
p.118 深める2次方程式 \(ax^2+bx+c=0\) の判別式 \(D\) の符号によって、2次関数 \(y=ax^2+bx+c\) のグラフと \(x\) 軸との交点の個数がわかるから

p.119 練習40\(~~~-4\lt m\lt 0\)


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p.119 練習41\({\small (1)}~3\lt x{\small ~≦~}4\)


\({\small (2)}~-2{\small ~≦~}x\lt -1~,~0\lt x{\small ~≦~}\displaystyle \frac{\,1\,}{\,3\,}\)


解法のPoint|連立2次不等式の解
p.120 練習42\({\small (1)}~-4{\small ~≦~}x{\small ~≦~}-2~,~-1{\small ~≦~}x{\small ~≦~}1\)
\({\small (2)}~-2{\small ~≦~}x\lt -1\)


解法のPoint|連立2次不等式の解
p.120 練習43 \(1\) ㎝以上 \(3\) ㎝以下


■ この問題の詳しい解説はこちら!
p.123 研究 練習1\({\small (1)}~\)

\({\small (2)}~\)

\({\small (3)}~\)


解法のPoint|絶対値を含む関数のグラフ

 



問題

p.124 問題 13 \(2\sqrt{\,3\,}\)


■ この問題の詳しい解説はこちら!
p.124 問題 14 \(m=2\) のとき \((-1~,~0)\)
 \(m=-6\) のとき \((3~,~0)\)


■ この問題の詳しい解説はこちら!
p.124 問題 15\({\small (1)}~x=-1~,~0~,~1\)
\({\small (2)}~x=1~,~2~,~3\)


解法のPoint|x軸と2点で交わる2次不等式の解
p.124 問題 16 \(a \lt -\displaystyle \frac{\,1\,}{\,2\,}\)


■ この問題の詳しい解説はこちら!
p.124 問題 17 \(2{\small ~≦~}t{\small ~≦~}3~,~5{\small ~≦~}t{\small ~≦~}6\)


■ この問題の詳しい解説はこちら!

 



章末問題 2次関数

p.125 章末問題A 1 \(y=-2x^2+2x+12\)


■ この問題の詳しい解説はこちら!
p.125 章末問題A 2 \(a=2~,~b=-1\)


解法のPoint|平方完成とy=ax²+bx+cのグラフ
p.125 章末問題A 3\({\small (1)}~k=-\displaystyle \frac{\,m^2\,}{\,4\,}+m\)


\({\small (2)}~m=2\) で最大値 \(1\)


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p.125 章末問題A 4\({\small (1)}~\)負  \({\small (2)}~\)正  \({\small (3)}~\)正
\({\small (4)}~\)正  \({\small (5)}~\)正  \({\small (6)}~\)正


■ この問題の詳しい解説はこちら!
p.125 章末問題A 5 \(a=-2~,~b=2\)


■ この問題の詳しい解説はこちら!
p.125 章末問題A 6\({\small (1)}~-a \lt x \lt 2a\)
\({\small (2)}~2a \lt x \lt -a\)


■ この問題の詳しい解説はこちら!
p.125 章末問題A 7 \(-\displaystyle \frac{\,1\,}{\,3\,}{\small ~≦~}a{\small ~≦~}0\)


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p.125 章末問題A 8 \(0 \lt a \lt 1\)


■ この問題の詳しい解説はこちら!
p.126 章末問題B 9\({\small (1)}~(1~,~-3)\)
\({\small (2)}~y=-2(x-1)^2-3\)


解法のPoint|放物線のx軸・y軸・原点対称移動
p.126 章末問題B 10\({\small (1)}~{\rm OP}^2=5x^2-40x+100\)
\({\small (2)}~2\sqrt{\,5\,}\)


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p.126 章末問題B 11\({\small (1)}~a \lt 0\) のとき \(x=a+2\) で最小値 \(a^2-4\)
  \(0{\small ~≦~}a{\small ~≦~}2\) のとき \(x=2\) で最小値 \(-4\)
  \(2 \lt a\) のとき \(x=a\) で最小値 \(a^2-4a\)


\({\small (2)}~a \lt 1\) のとき \(x=a\) で最大値 \(a^2-4a\)
  \(a=1\) のとき \(x=1~,~3\) で最大値 \(-3\)
  \(1 \lt a\) のとき \(x=a+2\) で最大値 \(a^2-4\)


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p.126 章末問題B 12 \(m \lt \displaystyle \frac{\,1-\sqrt{13}\,}{\,2\,}~,~\displaystyle \frac{\,1+\sqrt{13}\,}{\,2\,} \lt m\)


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p.126 章末問題B 13[証明] 2次方程式 \(x^2-2mx+m-\displaystyle \frac{\,1\,}{\,2\,}=0\) の判別式 \(D\) について、


\(~~~D=4m^2-4m+2\)
平方完成すると、


\(~~~D=4\left(m-\displaystyle \frac{\,1\,}{\,2\,}\right)^2+1\)


これより、常に \(D\gt 0\) となるので2次方程式は2つの解をもつ
よって、2次関数 \(y=x^2-2mx+m-\displaystyle \frac{\,1\,}{\,2\,}\) は定数 \(m\) の値に関係なく常に \(x\) 軸と共有点をもつ [終]


解法のPoint|常に成り立つ2次不等式
p.126 章末問題B 14\({\small (1)}~m \gt 4\)
\({\small (2)}~-12 \lt m \lt -3\)
\({\small (3)}~m \lt -12\)


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