数学
高校生
解決済み

河合塾のテキストの三角関数の質問です。図示はしなくて大丈夫なのでa,bの存在範囲を教えてください。

1.4 a,b は正の定数とする。 すべての実数xに対して, 不等式 acos2x+2√2bsinx<2 が成り立つような点(a,b) の存在範囲を ab平面上に図示せよ.

回答

✨ ベストアンサー ✨

cos2x=1−2sin^2xより
a(1−2sin^2x)+2√2bsinx<2
2asin^2x−2√2bsinx−a+2>0
ここでt=sinx(−1≦t≦1)とおくと
2at^2−2√2bt−a+2>0
左辺をf(t)とすれば
−1≦t≦1を満たすすべての実数に対して
f(t)>0を満たすようなa,bの条件を考えれば良い。
f(t)が下に凸の放物線であることに注意する。
軸はt=√2b/2aより軸の位置で場合分け。
(i)√2b/2a≦−1つまりb≦−√2aのとき
f(−1)>0が条件だから
f(−1)=2a+2√2b−a+2>0
b>(−1/2√2)(a+2)
(ii)−1<√2b/2a <1つまり−√2a<b<√2aのとき
f(√2b/2a)>0が条件だから
f(√2b/2a)=(b^2/a)−(2b^2/a)−a+2>0
−b^2−a^2+2a>0
(a−1)^2+b^2<1
(iii)√2b/2a≧1つまりb≧√2aのとき
f(1)>0が条件だから
f(1)=2a−2√2b−a+2>0
b<(1/2√2)(a+2)
計算ミスしてたらすみません。

ありがとうございます😊

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