이차함수의 최댓값·최솟값
이차함수의 꼭짓점·축을 이용한 최댓값·최솟값 계산, 제한된 범위에서의 분석을 익힙니다.
이차함수의 그래프
y = a(x − p)² + q 형태에서:
- 꼭짓점: (p, q)
- 축의 방정식: x = p
- a > 0: 아래로 볼록 (최솟값 q)
- a < 0: 위로 볼록 (최댓값 q)
표준형 변환
y = ax² + bx + c를 y = a(x − p)² + q로 변환 (완전제곱).
예제. y = x² − 6x + 8을 꼭짓점 형태로
= (x² − 6x + 9) − 9 + 8 = (x − 3)² − 1
→ 꼭짓점 (3, −1), 최솟값 −1
완전제곱 공식
b/2의 제곱을 더하고 빼는 트릭. x² + bx = (x + b/2)² − (b/2)²
제한된 범위의 최대·최소
x의 범위가 주어진 경우:
- 꼭짓점이 범위 안에 있는지 확인
- 꼭짓점과 범위 양 끝점에서 함숫값 비교
- 최댓값·최솟값 결정
출제 패턴
① 꼭짓점 좌표 구하기, ② 최댓값·최솟값, ③ 그래프 모양 판별.
샘플 문제 풀어보기
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직접 풀어보기
이차함수 f(x) = x² − 6x + 11 의 최솟값을 구하시오.
풀이. 꼭짓점의 x좌표는 x = −b/(2a) = 6/2 = 3 이다. f(3) = 9 − 18 + 11 = 2. 위로 볼록이 아니라 아래로 볼록(a > 0)이므로 꼭짓점에서 최솟값을 가진다. 따라서 최솟값은 2.