2次方程式
について、次の条件を満たすように定数 の値または範囲を求めよ。
(1) 異なる2つの実数解をもつ。
(2) 重解をもつ。
(3) 実数解をもたない。
(4) 実数解をもつ。
解の個数に関する問題で、式に文字が混じっているタイプ。二次方程式の範囲では、二次方程式を実際に解くよりも、解の個数に着目する場合が多い気がする。ひたすら判別式、判別式、判別式、である。この後の二次不等式でもよく絡む。今回の問題では、解の個数をあらかじめ指定してくれているため、その条件に沿って の値や範囲を考えればよい。王道中の王道問題で、他の問題にも波及するため、しっかり押さえたい。
判別式 の形を求めた後は、その式を再利用して(1)〜(4)を解いていく。 の前に が付いていると厄介だが、今回はシンプルかつきれいな数字に収まるよう設定している。全体の雰囲気をつかんでほしい。特に着目してほしいのが(4)の「実数解をもつ場合」である。(1)の「異なる2つの実数解をもつ」ととても似ているため、注意深く追ってほしい。
「異なる2つの実数解をもつ」ことを判別式で表すと、
より、
したがって、
「重解をもつ」ことを判別式で表すと、
より、
したがって、
「実数解をもたない」ことを判別式で表すと、
より、
したがって、
「実数解をもつ」ということは、解が2個(異なる2つの実数解)または1個(重解)のどちらかであればよい。これを判別式で表すと、
より、
したがって、