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重要 例題210 4次関数が極大値をもたない条件
は3次方程式で,少なくとも1つの 実数解 をもつ。 その実数解を αとし, 他の2つ
数であればB,y とする。この解は次の4つの場合がある(4次の係数が負のときは,困の
関数f(x)=x*-8x°+18kx° が極大値をもたないとき, 定数kの値の
I
よ。
指針>4次関数f(x) がx=p で極大値をもつ
→ェ=pの前後で3次関数f(x)の符号が正から負に変わる
であるから,f(x)の符号が「正から負に変わらない」条件を考
える。3次関数f(x) のグラフとx軸の上下関係をイメージす
132
x
fla +
flx)
m
e133
解答
f(x)=4x°-24x?+36kx=4x(x°-6x+9k)
f(x) が極大値をもたないための条件は, f(x)=0 の実数解の
前後でf(x)の符号が正から負に変わらないことである。
このことは,f(x)のxの係数は正であるから, 3次方程式
f(x)=0が異なる3つの実数解をもたないことと同じである。
f(x)=0 とすると x30 または x°-6x+9k=0
よって,求める条件は,x°-6x+9k=0 が
[1] 重解または虚数解をもつ
[1] x-6x+9k=0 の判別式を Dとすると
k21
YA
134
CH
0
3
0)
13
k=0
[2] x=0 を解にもつ
D<0 -(
-=(-3)*-9k=9(1-k) であるから
1-kS0
0
4
よって
k21
[2] x-6x+9k=0にx=0を代入すると
k=0
したがって
k=0, k21
参考 [4次関数の極値とグラフ]
一般に,4次関数f(x) [4次の係数は正]に対し、
逆になり,極大と極小が入れ替わる)。
0 異なる3実数解 ② 重解ともう1つの実数解
3 1つの実数解と
異なる2つの虚数解
(α<B<yとする)
Q=B<y, α<B==x