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数学 高校生

写真の質問に答えてください!

212 基本例題 129 2次方程式のとの大小 (2) 2次方程式 ax- (4+1)x-a-3=0が-1<x<0, 1<x<2の範囲にそれぞれ いつの実数解をもつように,定数aの値の範囲を定めよ。 指針 f(x)=ax²-(a+1)x-a-3(a≠0) として グラフをイメージすると, 問題の条件を満 たすにはy=f(x)のグラフが右の図のよ うになればよい。 すなわち f(-1) f(0) が異符号 [f(-1)ƒ(0) <0] かつ f (2) が異符号 f(1) [f(1)ƒ(2)<0] である。 αの連立不等式を解く。 f(0)=-a-3, f(-1)f(0) <0から f(1)=a・12-(α+1)・1-a-3=-a-4, f(2)=a22-(a+1)・2-a-3=a-5 (a-2)(-a-3)<0 (a+3)(a-2)>0 ゆえに よって また、f(1)(2) 0から a<-3, 2<a f(x)=ax²-(a+1)x-a-3 とする。 ただし αキ 0 解答題意を満たすための条件は, 放物線y=f(x) が-1<x<0, 1<x<2の範囲でそれぞれx軸と1点で交わることである。 すなわち f(-1)f(0) <0かつf(1)(2)<0 ここで ...... (-a-4) (a-5) <0 ゆえに (a+4)(a-5)>0 よって a<-4,5<a ①,②の共通範囲を求めて a<-4,5<a これはα≠0 を満たす。 CHART 解の存在範囲 f(pf(g) <0ならgの間に解(交点あり ...... + ① どうして [a>0] y=f(x) 652 38 注意 指針のグラフからわ かるように, a>0(グラフ f(-1)=a・(-1)-(a+1)・(-1)-a-3=a-2, が下に凸), a<0 (グラフ が上に凸)いずれの場合も |_ƒ(−1)ƒ(0) <0 f(1)ƒ(2) <0 が,題意を満たす条件であ る。 よって, a>0のとき a<0のときなどと場合分 けをして進める必要はない。 0 1 =<C< 5/2/₁ U ① p.207 基本事項 2要130 148 -4-3 2x [a<0] ly=f(x) 振り返り 2 例題128, 129のよう を「解の存在範囲」 この解の存在範囲の ■ 2次方程式であるから、 ( x 2の係数) 0 に注意 12 ad AB of ● 「方程式の実数解 「方程式f(x)=0+ <x<gの範囲に 囲の問題は,例題 4.5m ③ 129 1つの実数解をもつように,定数aの値の範囲を定めよ。日 東習 2次方程式 ax²-2(a-5)x+がのぼ01<x<2の範囲にそれぞれ 方程式 の範囲 ●グラフが指定さ 2次関数のグラス [1] 判別式 p.220 EX921 この3つの条件に 放物線y=f(2 であるとき,グ 件となる。 [1] 判別式 [2] 軸の位置 [3] 区間の [1] と[2] を合 を意味する。 更 xpの範囲に ●グラフの条件 上の条件を 「p<x<g の範 するかを考え [1] の DC [2]は、軸 [3] は、f( となる例題 右の図のよう のように変化 このように, をかいて考え

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数学 高校生

どうして私の解答じゃダメなのでしょうか?

Level 2007年度 〔1〕 y=x+h が平面において、放物線y=xをCとする。また、実数kを与えたとき、 で定まる直線を1とする。 (1) -2<x<2の範囲でCと1が2点で交わるとき, kの満たす条件を求めよ。 () (2) kが1)の条件を満たすとき、Cと1および2直線x=-2, x=2で囲まれた3つの 部分の面積の和Sをkの式で表せ。 - ポイント (1) グラフを利用する解法と, 2次方程式の実数解の存在範囲を考える解法 がある。 前者の解法では,y=x-xとy=kの交点を考える方法,直接Cと1の交点を考え る方法が考えられる。 9 9 11 後者の解法では,-x-k=0の解を考えるが, この解法でも結局y=x²-x-kの グラフを利用することになる。 (2) 3つの部分の面積をそれぞれ定積分で表すが、そのまま計算を進めると計算量が多 くなる。 (x-a) (x-8) dx-(8-) ¹ の利用と式変形の工夫により計算量を少なくする。 解法 1 (1) y=x2, y=x+kより x=x+k すなわち x-x=k よってCとの交点のx座標は,放物線 C' y=x-xと直線l:ykの交点のx座標 に等しい。 y=x²-x=(x-1)² - 1/ で, C'は2点 (2,6), (22) を通り, ' とのグラフは右図のようになる。 したがって, -2<x<2の範囲で C' と'が2 点で交わる条件は <<2) (>²<D} (+²6<0) A 2 C':y=x-x 2 l': y=k IC ゆえに, 求める条件は - <k<2 [注1] 次のように, 直接 C との交点を考えてもよい。 放物線C:y=x2 と直線l:y=x+kが接するとき x=x+k すなわち x-x-k=0 が重解をもつから,判別式をDとすると 1 D=1+4k=0 ...... ( k=- このとき、接点のx座標はx=0であるか ら、-2<x<2の範囲で接する。 また, IC上の点 (2,4)を通るとき :. k=2 4=2+k よって右図より, -2<x<2の範囲でCと が2点で交わるときのんの満たす条件は 〔注2〕 Cと1が接するときのkの値は微分法を用いて 1 2 であるから、 接点の座標は y'=2x=1より, x=- 11 +kより, =-1として求めてもよい。 4 2 よって, k=- ... (2) Cとの交点のx座標を求める。 x2-x-k=0 x=x+k より x=1±√1+4k (-1<x<2) 2 とおくと ₁-1-√1 +4k B = α= 2 2 YA α O 1+√1 +4k 2 §1 2次関数 59 C:y=r O 1 (12-14) 82 2 1(k=2) x

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数学 高校生

青線で引いてあるのがなぜこのようになるのか分かりません。

例題 72 解の存在範囲 (4) 2次方程式 ax²-(a+1)x-3=0 の1つの解が-1<x<1の範囲にあ り、他の解が2<x<4の範囲にあるような定数aの値の範囲を求めよ。 考え方 y=f(x)=ax²-(a+1)x-3 とおくと, 題意を満たすのは, f(x)のグラフが 右の図のようになるとき. つまり, グラフの凹凸に関係なく f(-1) f(1) 異符号, (2) f(4) が異符号 Focus f(1)=a・12-(a+1)・1-3=-4 y=f(x) より, f(-1)f(1) <0, (2)(4)<0 となるときである1と1の間2と4の間 -1と1の間 24の間 解答 y=f(x)=ax²-(α+1)x-3 とおくと, f(x)=0は2次方程式より a=0 求めるのは, y=f(x)のグラフが-1<x<1と2<x<4 の範囲で,それぞれx軸と交わるαの値の範囲である. (i)y=f(x)のグラフが-1<x<1の範囲でx軸と交 わるための条件は,f(-1) f(1) <0_となることである. f(-1)=a・(-1)²-(α+1)・(-1)-3=2a-2 (2)f(4)=(2a-5)(12a-7)<0 より したがって、 1<a<2/2 5 よって、①,②より、 1<a</1/2 5 ......2 (PT) y=f(x) より f(-1) f(1)=(2a-2)・(-4)<0 したがって, a-1>0 より, a>1 ・① (ii)y=f(x)のグラフが2<x<4 の範囲でx軸と交わ るための条件は, (2) f(4)<0 となることである. f(2)=α・22-(a+1)・2-3=2a-5 f(4)=a•4²-(a+1) 4-3=12a-7RM30) (2) 10 D 2 7 1 12 4 x-1 解の1つがより大きくgより小さい, 他の1つはより小さいか」より大きい ⇒ f(p)・f(g) < 0 31000 CINE 2318261- 5 * * * * 2 1 (1) AL a 2 14 2次方程式 ax²-(a+1)x-3 より、a≠0 a>0 の場合 a < 0 の場合 x 1 2 =0 4x 4 XC となり,いずれも f(-1)(1)<0 ƒ(2)•ƒ(4) <0 となる. Thir 例 注》例題 72 のように, f(-1) f(1) <0 かつf(2) (4) <0 のとき、必ずx軸と2つの共 有点をもつから, 頂点のy座標の正負に触れる必要はない、軸の位置 のことを,いろいろな2次関数のグラフをかいて確かめて

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数学 高校生

45. これってどこがおかしいですか? (おそらくどこかで計算が間違っていると思います。)

2+36 ① 重要 45.4 よ」というこ の形(係数は ■2(x2の係数 ように。 囲の因数分解 〇因数分解。 る。 ないように 重要 例題 45 因数分解ができるための条件 x2+3xy+2y2-3x-5y+kがx,yの1次式の積に因数分解できるとき,定数k の値を求めよ。また、その場合に,この式を因数分解せよ。 [東京薬大] 基本 44 と、次 い場合 指針 与式がx,yの1次式の積の形に因数分解できるということは, (与式)=(ax+by+c) (px+qy+r) 解答 の形に表されるということである。 恒等式の性質を利用(検討参照)してもよいが,ここで は,与式をxの2次式とみたとき, =0とおいたxの2次方程式の解がyの1次式で なければならないと考えて, kの値を求めてみよう。 ポイントは,解がyの1次式であれば解の公式における 方式 [(整式)” の形の整式] となることである。······ ① P=x2+3xy+2y²-3x-5y+k とすると P=x2+3(y-1)x+2y²-5y+k P=0を x についての2次方程式と考えると, 解の公式から Pがx,yの1次式の積に因数分解できるためには、この解が の1次式で表されなければならない。 [31] よって、根号内の式y'+2y+9-4k は完全平方式でなければな らないから,y+2y+9-4k=0 の判別式をDとすると D=1²-(9-4k)=4k-8=0 ゆえに k=2 4 x= このとき すなわち よって -3(y-1)±√9(y-1)²-4(2y²-5y+k) 2 -3(y-1)±√y2+2y+9-4k 2 x= −3(y−1)± √(y+1)² -3y+3±(y+1) 2 2 x=-y+2, -2y+1 P={x-(-y+2)}{x-(-2y+1)} =(x+y-2)(x+2y-1) 検討 恒等式の性質の利用 x2+3xy+2y2=(x+y)(x+2y) であるから、与式カ と (与式)=(x+y+a)(x+2y+b) 内がyについての完全平 x²の係数が1であるから, xについて整理した方がら くである。 この2つの解をα,βとす ると, 複素数の範囲で考え てP=(x-a)(x-β) と因数分解される。 練習 ④ 45 また,その場合に,この式を因数分解せよ。 (1) x2+xy-6y²-x+7y+k ■完全平方式 ⇔=0が重解をもつ ⇔ 判別式 D=0 (y+1)^=ly+1である が, ±がついているから, y+1の符号で分ける必要 はない。 cyの1次式の積に因数分解できるとする ① と表される。 ① は、xとyの恒等式であり,右辺を展開して整理すると (与式)=x²+3xy+2y²+(a+b)x+(2a+b)y+αb となるから,両辺の係数を比較して a+b=-3, 2a+b=-5,ab=k これからんの値が求められる。 (1) 次の2次式がx,yの1次式の積に因数分解できるように,定数kの値を定めよ。 (2) 2x2-xy-3y2+5x-5y+k 77 2章 9 解と係数の関係、 解の存在範囲

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