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B, Y
題 237
y=k
239
●方程式の実数解の個数〔2〕・・・定数項以外に文字★★☆☆
D
3次方程式 2x9px2+12px-20p2 = 0 が異なる3つの実数解をもつ
しょうな定数の値の範囲を求めよ。
例題237との違い・・・ 方程式を f(x)=pの形にしにくい。
図で考える
0
2つの極値が異符号
とx軸(y=0)が3つの共有点をもつ。
曲線y=
+
極大
(
極小
Action » 3次方程式が異なる3個の実数解をもつ条件は、 (極大値) × (極小値) < 0 とせよ
f(x)=2x-9px2+12px-20p とおくと
f'(x)=6x2-18px+12p2 =6(x-1)(x-2D)
f(x) = 0 とすると
(7)p=0のとき
x = p,2p
f'(x) =6x2 ≧0より, y = f(x) のグラフは常に増加
し、x軸との共有点は1つである。
よって、f(x) = 0 の実数解は1つであり,不適。
(イ)=0 のとき,f(x) の増減表は次のようになる。
p>0のとき
X
...
Þ
f'(x) + 0
...
2p
0 +
p < 0 のとき
X
...
f'(x) +
2p
0
...
0 +
f(x) f(b)f(2p) f(x) f(2p) f(p) /
f(x) = 0 が異なる3つの実数解をもつのは,極大値と
極小値が異符号のときであり f(p)f(2p) <0
よって (5p3-202) (4p³ - 20 p²) <0
20p (p-4)(p-5)<0
カキ0より 0 であるから 4 <p < 5
(ア)(イ)より求める』の値の範囲は 4 <p <5
Point.. 3次関数の極値の符号と3次方程式の実数解の個数
左辺を f(x) とおき,
f(x) の極値を求める。
p = 0 のときは, 極値を
もたない。
の符号によって大・
極小となる点のx座標が
入れかわる。
f(p) f(p) のどちら
が極大値であるかは,考
える必要がない。
p0 であるから
(-4)(-5)<0
3次関数 f(x)がx= α, B で極値をとるとき、方程式 f(x) = 0 の異なる実数解の個数は
のとき1個
(イ) 極値の一方が0
すなわち f(a)f(B)=0
(ア) 極値がともに正か負
すなわち f(α)f(β) > 0
のとき2個
a
a
a
a
x
(ウ) 極値が異符号
すなわち f(a)f (B) <0
のとき3個
A
a
5章
14
導関数の応用
E
実数解をもつよ