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上に凸の方程式は最大値が得られるxはその頂点である軸になります。
しかし今回は、その頂点が定義域に入っているのかわかりません。aに何が入るかで定義域が変わるので、aを仮定して場合分けをしています。
0<a<3は頂点が定義域に含まれない時を仮定したものです。

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