数学
高校生
解決済み

この問題は判別式を使って解くのですか?解き方など教えて欲しいです。お願いします🙏🙇‍♀️

二次方程式x^2-2ax+4 が次の条件をみたすようなaの範囲 を求めよ。 (1)2解がともに1より大きい (2)1つの解がが1より大きく、他の解が1より小さい。

回答

✨ ベストアンサー ✨

<解き方>を最後に記載しましたが、2次関数のグラフを書いて考えるのがよいです。
慣れてくると、イメージで条件が思い浮かびます。
f(x)=x²-2ax+4=(x-a)²-a²+4  … 下に凸、軸はx=a、最小値-a²+4(判別式a²-4)

(1) 2つの解がともに1より大きい
 ・f(1)>0でなければならない…5-2a>0 ⇔ a<5/2
 ・軸>1でなければならない…a>1
 ・最小値-a²+4≦0でなければならない(判別式≧0と同じ意味)…a≦-2または2≦a
 上記3条件を満たすaは、2≦a<5/2(a=2のときは重解)

(2) 1つの解が1より大きく、他の解が1より小さい
 ・f(1)<0であればよい…5-2a<0 ⇔ a>5/2
 <補足>
 f(1)<0であれば、f(x)は下に凸(f(-無限)>0、f(+無限)>0)なので、
 必ずx=1より左(x<1)に解があり、また右(x>1)にも解があるはず。

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<解き方>
f(x)=ax²+bx+cとして、下に凸の2次関数(a>0)とするとき、
問題を3パターンに分けて、解き方を示すと以下のとおり
①2つの解がともにx=kより大きい
②2つの解がともにx=kより小さい
③1つの解はx=kより大きい、もう1つの解はx=kより小さい

以下を満たす必要がある
①f(k)>0、軸-b/2a>k、D(判別式)≧0 
②f(k)>0、軸-b/2a<k、D(判別式)≧0
③f(k)<0

そーす

丁寧にありがとうございます!

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