sinθ=t とおいた2次関数の最大・最小(B)
★☆☆☆☆☆☆(教科書) / 作成者: shonan / 2026/10/24
🔁 類題: sinθ=t とおいた2次関数の最大・最小(A) (★☆☆☆☆☆☆(教科書))
問題
$0\leqq\theta\leqq\pi$ のとき,関数 $y=\sin^2\theta-\cos\theta+1$ の最大値と最小値を求めよ.また,そのときの $\theta$ の値を求めよ.
$\sin^2\theta=1-\cos^2\theta$ より $y=-\cos^2\theta-\cos\theta+2$.$t=\cos\theta$ とおくと,$0\leqq\theta\leqq\pi$ より $-1\leqq t\leqq 1$ で
\[ y=-t^2-t+2=-\left(t+\frac{1}{2}\right)^2+\frac{9}{4} \]
$y$ は $t=-\dfrac{1}{2}$ のとき最大値 $\dfrac{9}{4}$ をとる.また,区間の端の値は $t=-1$ のとき $y=2$,$t=1$ のとき $y=0$ であるから,$y$ は $t=1$ のとき最小値 $0$ をとる(下図).
$t=-\dfrac{1}{2}$ のとき $\theta=\dfrac{2}{3}\pi$,$t=1$ のとき $\theta=0$
よって,$\theta=\dfrac{2}{3}\pi$ で最大値 $\dfrac{9}{4}$,$\theta=0$ で最小値 $0$
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