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Mathematics Senior High

[1]の条件は思いつくのですが、[2]と[3]の条件が自分ではなかなか思いつきません。こういうのは何回もこの問題を解くしかないのでしょうか?

8 重要 例題 関数とその逆関数のグラフの共有点(2) 00000 f(x)=x²-2x+k(x≧1) の逆関数をf'(x) とする。 y=f(x) のグラフと |y=f'(x) のグラフが異なる2点を共有するとき, 定数んの値の範囲を求めよ。 基本10 指針 逆関数f'(x) を求め, 方程式f(x)=f(x) が異なる2つの実数解をもつ条件を考え てもよいが、無理式が出てくるので処理が煩雑になる。ここでは,逆関数の性質を利 用して、次のように考えてみよう。 共有点の座標を (x, y) とすると, y=f(x) かつy=f-1 (x) である。 ここで,性質 y=f'(x)=x=f(y) に着目し,連立方程式 y=f(x), x=f(y) が異なる2つの実数解 (の組) をもつ条件を考える。 x, yの範囲にも注意。 共有点の座標を (x, y) とすると tv= 解答 y=f(x) かつy=f-1(x) 参考 y=x2-2x+kとす ると y=f-1(x) より x=f(y) であるから,次の連立方程式を考 よって える。 y=x2-2x+k(x≧1) ①, x=y2-2y+k(y≧1) ① ② から y-x=(x+y)(x-y)-2(x-y) したがって (x-y)(x+y-1)=0 x1,y≧1であるから x+y-1≧1 ゆえに x=y よって, 求める条件は, x=x²-2x+k すなわち x2-3x+k=0が x≧1 の異なる2つの実数解をもつこと である。 B すなわち, g(x)=x2-3x+kとし, g(x) =0の判別式をD こ とすると、次のことが同時に成り立つ。 [1] D> 0 x2-2x+k-y= 0 x=1±√12-(k-y) x≧1から x=√y-k+1+1 xとyを入れ替えて,逆関 数は f1(x)=√x-k+1 +1 A 逆関数f(x) の値域 は 関数 f(x)の定義域と 一致するから y≧1 B 放物線とx軸がx≧1 の範囲の異なる2点で交わ る条件と同じ。 y y=g(x) [2] y=g(x) の軸がx>1の範囲にある [3]g(1) 20 [1] D=(-3)2-4・1・k=9-4k ={(x)}(1) 9 よって 9-4k>0 ゆえに k< 3 4 3 3 + 0 3 [2] 軸は直線 x = x=1/2で12/28>1である。 [3]g(1)≧0から 12-3.1+k≧0 よって k≧2 4. ③④の共通範囲をとって 9 2≤k<- (S) or N 4

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Mathematics Senior High

例題56の解答(イ)で、なぜx=-2の時y=1とわかるんですか? 定義域と値域の領域をグラフに書き込んで斜線を書いてみましたが、この中ならどの点でも与えられた定義域と値域を満たせてしまうのでしょうか。

例題 56 値域からの1次関数の決定 ★★ 関数 y=ax+b (−2≦x≦1)の値域が1≦y≦ 7 であるとき、定数 α. bの値を求めよ。 (129) 《Action 関数の値域は、定義域の範囲でグラフをかいて考えよ 思考プロセス 場合に分ける (ア) a=0 (イ)a>0 y=ax+b (−2≦x≦1) の グラフを考えたいが,αの値 によって, 「右上がり」 か 「右下がり」か 「x軸に平行」 か変わるから、場合分けして y4 yA 例題 55 (ウ) a<0 34 思考のプロセス 2 0 1 x -201 x -20 1x x軸に平行 右上がり 右下がり 考える。 例 34 問題文では,単に「関数y=…」となっており, 1次関数とは限らない。と よって, α = 0 のときも考えなければならない。 Action 》 最高次の係数が文字のときは, 0かどうかで場合分けせよ 解 (ア) α = 0 のとき y=6 となり, 値域が 1≦y≦7 となることはない。 イ) α > 0 のとき 例題 55 値域が 1≦y≦7 となるのは, グラフ 2点 (-2, 1), (1, 7) を通るときで あるから 7 |1=-2a+b 17=a+b よって a=2,6=5 これは, a>0 を満たす。 201 x x 軸に平行な直線となる。 右上がりの直線となる。 例題 31 x = -2, y = 1 を代入する。 x=1,y=7 を代入する。 (ウ) α < 0 のとき。 例題 55 値域が1≦y≦7 となるのは, グラフ ●場合分けの条件を満た すかどうか確かめる 右下がりの直線となる。 2 (27), (1, 1) を通るときで あるから -- 7 20 17=-2a+b l1=a+b よって a=-2,6=3 これは, a <0 を満たす。 (ア)~(ウ)より, 求める α, 6の値は Ja=2 (a = -2 16=5, 16=3 練習 56 関数 y=ax+b (1≦x≦4) の値域が 1≦ys10 であるとき, 定数α, b の 値を求めよ 10- -20 1x x=-2,y=7 を代入する。 x1 = を代入する。 位 P 職場合分けの条件を満た すかどうか確かめる。

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