大学入学共通テスト(数学) 過去問
令和6年度(2024年度)追・試験
問77 (数学Ⅱ・数学B(第2問) 問6)

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問題

大学入学共通テスト(数学)試験 令和6年度(2024年度)追・試験 問77(数学Ⅱ・数学B(第2問) 問6) (訂正依頼・報告はこちら)

f(x)=x3−3x2+6とする。

(2)tを実数とし、t≦x≦t+1の範囲におけるf(x)の最大値をM(t)、最小値をm(t)とおく。
M(t)=f(t+1)かつm(t)=f(t)となるようなtの値の範囲は
t≦( サシ ),( ス )≦t
である。また、M(t)=f(t)かつm(t)=f(t+1)となるようなtの値の範囲は
( セ )≦t≦( ソ )
であり、このときM(t)−m(t)=f(t)−f(t+1)となることに注意すると、
( セ )≦t≦( ソ )の範囲においてM(t)−m(t)はt=( タ )/( チ )で最大値をとることがわかる。

( サシ )、( ス )にあてはまるものを1つ選べ。
  • サシ:−1  ス:2
  • サシ:−2  ス:3
  • サシ:−3  ス:4
  • サシ:−4  ス:5

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この過去問の解説 (2件)

01

f(x) = x³ - 3x² + 6 より

f’(x) = 3x² - 6x

 

f’(x) = 0 とすると

3x² - 6x = 0

3x(x-2) = 0

x = 0 , 2

 

増減表を書くと,

x02
f(x)+0-0+
f’(x)62

またグラフはこのようになります。

問題より,

M(t) = f(t+1) つまり最大値が
定義域の右端かつ

m(t) = f(t) つまり最小値が
定義域の左端になるのは

このグラフのようになります。

グラフより, 2≦t

または, t+1≦0 つまり t≦-1

となります。

よって, t≦-1 , 2≦t

選択肢1. サシ:−1  ス:2

この選択肢が正解です。

まとめ

二次関数の場合分けのように、範囲を動かしながら考えましょう。

参考になった数0

02

右端が最大値、左端が最小値となる場合は下図において一番右と、一番左の場合のみとなります。

極値をまたぐ範囲は、最大値・最小値のどちらかが極値となり不適です。

極値間にある場合は、区間幅が1であるため、右端が最小値、左端が最大値となり不適です。

したがって

t+1≦0 ↔ t≦-1

t≧2

のどちらかの場合に題意を満たします。

選択肢1. サシ:−1  ス:2

正解です。

まとめ

区間幅をスライドさせていって、幾何的に判断する方がシンプルで間違えにくいです。

参考になった数0