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数学 高校生

[1]はなぜ成り立つと分かるのですか 解説よろしくお願いします🙇‍♀️

2次方程式x2-2(a+1)x+3a=0が-1≦x≦3の範囲に異なる2つの実数解を もつような定数aの値の範囲を求めよ。 〔類 東北大〕 基本 126, 127 重要 130 2次方程式f(x)=0の解と数の大小については, y=f(x)のグラフとx軸の共有点の 指針 位置関係を考えることで,基本例題 126, 127で学習した方法が使える。 すなわち, f(x)=x2-2(a+1)x+3aとして 2次方程式f(x)=0が-1≦x≦3で異なる2つの実数解をもつ ⇔放物線y=f(x)がx軸の1≦x≦3の部分と、 異なる2点で交わる したがってD>0, -1< (軸の位置)<3, (-10 (3)≧0で解決。 CHART 2次方程式の解と数々の大小 グラフ利用 1,、(k) に着目 解答 この方程式の判別式をDとし, f(x)=x²-2(a+1)x+3a とする。 y=f(x)のグラフは下に凸の放物線で、その軸は 直線x=a+1である。 方程式f(x)=0が-1≦x≦3の範囲に異なる2つの実数 解をもつための条件は, y=f(x) のグラフがx軸の -1≦x≦3の部分と、 異なる2点で交わることである。 すなわち,次の [1]~[4] が同時に成り立つことである。 [1] D>0 指針 ★★の方針。 2次方程式についての問 題 2次関数のグラフ におき換えて考える。 * [2] 軸が-1<x<3の範囲にある この問題では,D の符号, 軸の位置だけでなく,区 間の両端の値f(-1), f (3) の符号についての [1] 1/6={-(a+1)-1・3a=a²a+1=(a-1/2) 1+2424 条件も必要となる。 よってD>0は常に成り立つ。..... (*) (+pID=1<(軸)<3 [2] 軸x=a+1について +1 <3 ([+c) -1<a (S)X YA すなわち -2 <a<2 ①点の座標( [3] f(-1)≧0から (−1)²-2(a+1).(-1)+3a≥0) ゆえに [3] f(-1)≧0 [4] f(3) 20. 5+30 すなわち a ≧ - 3 5 [4] f(3) ≧ 0 から 32−2(a+1)・3+3a≧0 ゆえに _3a+3≧0 apので(-) (ト すなわち a≦1 ①,②,③の共通範囲を求めて -2 3 5 TRAH) 1 3 ―≦a≦1 5 注意 [1]の(*)のように,αの値に関係なく、常に成り立つ条件もある。 ONa+1 I 1 +3 18 x

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数学 高校生

1番と2番についてです。 記述問題だとするとこれだと説明不足ですか?

域 そ 味 基本 78 2次関数の最大・最小 (3) 例題 者は正の定数とする。定義域がりである関数y=x-&x+1の最大値およ 00000 a び最小値を,次の各場合について求めよ。 (2) 2≦a<4 (1) 0<a<2 (3) a=4 (4) 4 <a 指針 定義域が 0≦x≦a であるから,αの値の増加とともに定義域の右端が動き, 図のように、 xの変域が広がっていく。 まず, 各場合のグラフをかき, 頂点と区間の両端の値を比較 して最大・最小を判断する。 (1) 軸 (2) 軸 解答 関数の式を変形すると (2) 2≦α<4のとき (3) α=4のとき [1] y=(x-2)^2-3 関数y=x²-4x+1のグラフは下に凸の放物線で, 軸は直線x=2, 頂点は点 (2,3) である。 (1) 0<a<2のとき (4) 4 <αのとき x x=0で最大値1, x=2で最小値 -3 グラフは図 [1] のようになる。 x=0で最大値1, x=αで最小値α²-4a+1 グラフは図[2] のようになる。 0 0 a²-4a+1 -3 |軸 x = 0, 4で最大値1, x=2で最小値-3 a 12 (3) 軸 グラフは図 [4] のようになる。 x=αで最大値 α²-4a+1, x=2で最小値-3 最小 グラフは図 [3] のようになる。 (1=0. O ●チートキ a²-4a+1 0 2 ar 1/4 近 -3- |最小 (2) 3≦a<6 lax x [3] 0 (4) 軸 Ay 軸 最大 -3--- 0140 0 チートキ 検討 例題 78 では,α=2,4が場合分けの 境目であるが (1) 0<a<2のとき, 軸は区間の右 外。 最小 (3) a=6 ax 2<αのとき, 軸は区間内にあり (2) 2 <a<4のとき, 軸は区間の中 央より右にあるので, x=0の方 が軸から遠い。 |a=2のときは,軸は区間の右端) x=2) に重なる。 (3) α=4のとき, 軸は区間の中央 に一致するから, 軸と x=0, α と の距離が等しい。 (4) 4 <a のとき, 軸は区間の中央 より左にあるから, x=α の方が 軸から遠い。 基本77 最大 ■頂点 ●区間の端 [4] ! Ay 軸 α2-4a+1/ 最大 1-- 12 0 670 -3- 129 (4) 6<a Tax ED 最小 練習 定義域が 0≦x≦a である関数 y=-x2+6x の最大値および最小値を,次の各場合 @ 78 について求めよ。 (1)a<3 3章 10 2次関数の最大・最小と決定

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数学 高校生

記述の仕方ですが、「◯の符号が変わるので」という書き方でも大丈夫ですか?

(a, b) O a (a, -b) 注意。 x, y) X き換 2次関数のグラフの対称移動 基本例題 14 | 2次関数y=2x²-5x+4のグラフを ( 1 )x軸 (2) y軸 (3) 原点 それぞれに関して対称移動した曲線をグラフにもつ2次関数を求めよ。 p.122 基本事項 ① 指針>関数y=f(x)のグラフを対称移動すると,次のように移る。 軸対称 y. A (x,y) YA 0 X軸対称 (x, y) 解答 (1) y を -y でおき換えて 0 -y=2x2-5x+4 x よって (2) x を -x でおき換えて y=-2x2+5x-4 y=2(-x)-5(-x)+4 [1-y=f(x) y=f(-x) ここでは,y=2x2-5x+4の式で次のようにおき換える。 [1] x 軸対称:y -y [3] 原点対称:x→-x, y→-y この [1], [2], [3]のおき換えによる解法は, 2次関数以外の関数のグラフについても利用 することができる。 って y=2x2+5x+4 (3)xを-x, y を -yでおき換 えて 0 -y=2(-x)-5(-x)+4 y=-2x2-5x-4 7/00 [2]y軸対称:x→-x 8 4 10 A -- 5 4 検討 例題 74 の別解 別アプ2の係数と頂点に着目して,次のように考えてもよい。 ローチ 原点対称 y 0 -y=f(-x) 644 xはそのまま。 < x²の係数の符号が変わる。 (上に凸のグラフになる。) yはそのまま。 < x2の係数は不変。 (下に凸のグラフのまま。) x2の係数の符号が変わる。 (上に凸のグラフになる。) *³, y=2x²–5x+4=2(x− 5)² + ² c ₁ p = { /. 9 = ² x B <. 5 で, とおく。 4' 8 x2の係数 頂点 求める 2次関数 (1) x軸対称: 2-2(p,g) →(p,-g) ➡y=-2(x-p)²-q (2) y軸対称: 2 2 (p, q) → (p, q) →y=2(x+p)2+q (3) 原点対称: 2 -2 (p,q) → (p,-g)y=-2(x+p)2-q 練習 2次関数y=-x2+4x-1のグラフを (1) x軸 (2) y軸 (3) 原点 のそれぞ 74 れに関して対称移動した曲線をグラフにもつ2次関数を求めよ。 123 3章 9 2次関数のグラフとその移動

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