高卒認定試験 数学 H30-1 大問3(3)解説+解答

解説:


二次関数の式と頂点の関係
二次関数\(y=a(x-\color{red}{p})^2+\color{blue}{q}\)の頂点は、
\((\color{red}{p}, \color{blue}{q})\)である。



二次式の平方完成
二次式を平方完成する。
$$ \begin{eqnarray}
y &=& ax^2+bx&+&c\\
&& && 左辺の2次の項と1次の項をaで括る \\
y &=& a(x^2+\frac{b}{a}x)&+&c \\
&& && 括った中の1次の項の係数の1/2を2乗した値を\color{red}{足して}\color{blue}{引く}\\
y &=& a(x^2 +\frac{b}{a}x \color{red}{+\frac{b^2}{(2a)^2}} \color{blue}{-\frac{b^2}{(2a)^2}}) &+& c \\
y &=& a(x+\frac{b}{2a})^2 \color{blue}{-\frac{b^2}{4a}}&+&c\\
\end{eqnarray} $$


与えられた二次関数\(y=-3x^2+6x\)を平方完成して、上記の形に揃える。

$$ \begin{eqnarray}
y &=& -3x^2+6 \\
y &=& -3(x^2-2x) \\
y &=& -3(x^2-2x\color{red}{+1}\color{blue}{-1})\\
y &=& -3(x^2-2x+1)\color{blue}{+3}\\
y &=& -3(x-1)^2+3\\
\end{eqnarray} $$

従って、頂点の座標は、\((1,3)\)である。