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Mathematics Senior High

(2)の解説に星マークつけているところで、 y=f(x)のグラフが上に凸のグラフと判断できる過程がイマイチよく分かりません。詳しく説明していただけると嬉しいです

194 基本例 115常に成り立つ不等式(絶対不等式) (1) すべての実数xに対して, 2次不等式 x2+(k+3)x-k>0が成り立つよう な定数kの値の範囲を求めよ。 (2) 任意の実数xに対して, 不等式 ax²-2√3x+α+2≦0 が成り立つような定 p.187 基本事項 数αの値の範囲を求めよ。 指針左辺をf(x) としたときの, y=f(x)のグラフと関連付けて考えるとよい。 (1) f(x)=x2+(k+3)x-kとすると, すべての実数xに対してf(x)>0が成り立つのは, y=f(x)のグラフが常にx軸より上側 (y>0の部分)に あるときである。 y=f(x) WORKDA E y=f(x) のグラフは下に凸の放物線であるから, グラフが 常にx軸より上側にあるための条件は, x軸と共有点をも たないことである。 よって, f(x)=0 の判別式をDとする と, D<0 が条件となる。 + x f(x)の値が常に正 D<0はんについての不等式になるから,それを解いてkの値の範囲を求める。 (2)(1)と同様に解くことができるが,単に 「不等式」とあるから, a=0の場合(2次 不等式でない場合) と α≠0の場合に分けて考える。 a≠0の場合,αの符号によって, グラフが下に凸か上に凸かが変わるから,αにつ いての条件も必要となる。 また, 不等式の左辺の値は0になってもよいから,グラ フがx軸に接する場合も条件を満たすことに注意する。 CHART 不等式が常に成り立つ条件 グラフと関連付けて考える =(-)-a 解答 (1) f(x)=x2+(k+3)x-k とすると, y=f(x) のグラフ は下に凸の放物線である よって、 すべての実数xに対してf(x)>0が成り立つた めの条件は,y=f(x) のグラフが常にx軸より上側にあ る,すなわち, y=f(x) のグラフがx軸と共有点をもた ないことである。 ) ゆえに、2次方程式(x)=0の判別式をDとすると, 求 める条件は D<0 100 (e-)(I D=(k+3)2-4・1・(-k)=k2+10k+9 =(k+9)(k+1) であるから, D<0より (k+9)(k+1)<0 よって -9<k<-1 0-930 (2)a=0 のとき,不等式は-2√3x+2≦0となり, 例えばx=0のとき成り立たない。 [3] f(x)のx2の係数は正で あるから下に凸。 指針 ★ の方針。 不等式が成り立つ条件を, y=f(x) のグラフの条件 に言い換えて考える。 f(x)>0から D> 0 とすると誤り! D<0 の "<" は, グラフ がx軸と共有点をもた ないための条件である。 α = 0 のとき,左辺は2 次式でない。

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Physics Senior High

(4)で、なんで引き合ってるものとするんですか、? あと、(7)でBとAが離れる条件がよくわかりません。 お願いします🙏🏻 ̖́-

58. たてばねによる単振動〉 図のように、なめらかで十分長い直線状の棒 OP を鉛直に立ててO 端を水平な床に固定した。 この棒に、同じ質量mの穴の開いた小さ い物体A,Bを通した。物体Aには、ばね定数の軽いばねをつけ、 ばねの他端は棒の端に固定した。 ばねはOP 方向のみに伸縮し、棒 と物体A,Bの間に摩擦はないものとする。さらに,物体Aのばねと は反対側に質量と厚さの無視できる接着剤で物体Bを接着した。 物体 [18 広島大 P 物体 x=0+ 接着剤 物体 ABが廻しあうときは物体とBはないが、引きあうときは引きあう力の大きさが 着剤の接着力以上になると物体AとBは離れる。重力加速度の大きさを!とする。 初めに, ばねはその自然の長さからだけ縮んで, 物体 A, B はつりあいの位置に静止し ていた。 図のように,このつりあいの位置を x=0 とし,鉛直上向きを正とするx軸をとる (1) 自然の長さからのばねの縮みを,m,k,g を用いて表せ。 まず, 接着剤の接着力が十分大きく, 物体AとBが離れない場合を考える。物体Bをつりあ いの位置から6だけ押し下げ、静かに手をはなすと, 物体AとBは一体のまま上下に振動した (2)この振動の周期を,m, k を用いて表せ。 (3) この振動をしているときの物体A, B の速さの最大値を,m, k, bを用いて表せ 物体AとBが一体のまま運動しているときの両物体の位置の座標をxとする。 また, 物体 Aが物体Bから受ける力をTとし, x軸の正の向きをTの正の向きとする。 つまりTが 正のときは物体AとBは引きあっているが,Tが負のときは押しあっていることになる。 (4)このとき, 物体Bにはたらく力を, m, g, Tを用いて表せ。 x軸の正の向きを物体Bには △ たらく力の正の向きとすること。 △ (5) 物体 A,Bの運動方程式を考えることで, Tを,m, k, g, xを用いて表せ。 .00 図 (6) Tをxの関数として, -3d≦x≦3d の範囲でグラフにかけ。 ここでは6>3d とする。 D 次に,接着剤の接着力が小さく, 物体 A, B間の引きあう力の大きさがmg以上になると, 物体AとBは離れる場合を考える。 ただし,離れる瞬間の前後で, 物体AとBの運動エネル ギーや,ばねの弾性エネルギーは変化しないものとする。 物体Bをつりあいの位置からだけ押し下げ、静かに手をはなすと, 物体Bは運動の途中 で物体Aから離れた。 x (7) 運動の途中で物体Bが物体Aから離れるためには,はある値以上でなければならな い。 by を,m,k,g を用いて表せ。 x (8) 物体Bが物体Aから離れた瞬間の物体Bの速さを,m,k,g, b を用いて表せ。 〔22 千葉大〕

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