最大を与える点が変わる場合の最大・最小(B)
★★☆☆☆☆☆(章末問題) / 作成者: shonan / 2026/10/24
🔁 類題: 最大を与える点が変わる場合の最大・最小(A) (★★☆☆☆☆☆(章末問題))
問題
$x,\ y$ が 4 つの不等式 $x\geqq 0$,$y\geqq 0$,$x+y\leqq 6$,$x+3y\leqq 12$ を満たすとき,$ax+y$ の最大値を,$a$ の値で場合分けして求めよ.ただし,$a$ は正の定数とする.
領域 $D$ は 4 点 $(0,\ 0)$,$(6,\ 0)$,$(3,\ 3)$,$(0,\ 4)$ を頂点とする四角形の周および内部である.
$ax+y=k$ とおくと $y=-ax+k$.傾き $-a\ (<0)$ の直線の $y$ 切片 $k$ の最大値を,傾きと辺の傾き $-\dfrac{1}{3}$,$-1$ の大小によって場合分けする(下図).
(i) $-a\geqq -\dfrac{1}{3}$,すなわち $0<a\leqq\dfrac{1}{3}$ のとき,点 $(0,\ 4)$ で最大となり,最大値 $4$
(ii) $-1\leqq -a\leqq -\dfrac{1}{3}$,すなわち $\dfrac{1}{3}\leqq a\leqq 1$ のとき,点 $(3,\ 3)$ で最大となり,最大値 $3a+3$
(iii) $-a\leqq -1$,すなわち $a\geqq 1$ のとき,点 $(6,\ 0)$ で最大となり,最大値 $6a$
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