区間や係数が動くときの最大・最小(どこで場合分けするか決める)
最大最小の問題に文字が入ると、場合分けが要ります。動くものが 種類あるので、まずどちらかを見分けます。
区間が動く型と、関数のほうが動く型です。どちらも、山や谷が区間の内にあるか外にあるかで分かれます[1]。
区間が右へ動くと、最小値の位置が右端から頂点へ、そして左端へ移ります。切り替わる瞬間が場合分けの境目です。
型 1:区間が動く
を で考えます。最小値を で場合分けします。
境目は と 。頂点が区間の端に一致する位置です[2]。
最大値のほうは、区間の中点で分かれます。頂点から遠いほうの端が最大になるためです。
型 2:関数が動く
を で考えます。頂点は で、 が動きます。
区間は固定なので、動くのは軸のほう。とはいえ、調べることは同じです。
軸が区間の外にあるときは、近いほうの端が最小。中に入れば頂点が最小です。
場合分けを書き出す
を で調べた結果です。
最大値は区間の中点 で分かれます。 なら 、 なら 。
最小は軸の位置、最大は中点との比較。 つの境目が別々なので、分けて書きます[3]。

上の数直線が最小値、下が最大値の場合分けです。境目の位置が違います。
つの図にまとめて書くと、区切りの数を数え違えにくくなります。
数学Ⅲ の関数でも同じ
を で考えます。極大は で、値は 。
なら区間に極大が入らないので、最大は右端の 。 なら極大が最大になります。
次関数の「軸と区間」が、「極値の位置と区間」に置きかわっただけです。増減表を先に書けば、同じ手順で進みます[3]。
を で考えたとき、最小値が になる の範囲はどれか。
境目での扱い
のように、ちょうど境目になる値はどちらに入れても同じ値です。どちらかに含めて書きます。
つの場合を書くとき、範囲が重なったり抜けたりしないよう確かめます。、、 で全体を覆っています。
答案では、場合ごとに最小値を書き並べます。まとめて つの式にできるときもありますが、無理にまとめない。
区間が動く型で、最大値の場合分けの境目になるのはどこか。
- 頂点の位置
- 区間の中点が頂点と一致する位置
- 区間の左端
最大は、頂点から遠いほうの端でとります。どちらが遠いかが入れかわるのは、中点が頂点に一致するときです。
押さえるところ
次関数で習った「軸と区間」の考え方が、そのまま使えます。極値の位置を軸の代わりに置くだけです。











頂点 x=a が区間に入っているときです。そのとき最小値は頂点の値 f(a)=−a2 になります。