実数 について、二次方程式
の異なる2つの実数解が、次の条件を満たすような の値の範囲をそれぞれ求めよ。
(1) 2つの解がともに正
(2) 2つの解がともに負
(3) 2つの解が異符号
対応する放物線と 軸との2つの共有点が、ともに 軸の正の部分にある
対応する放物線と 軸との2つの共有点が、ともに 軸の負の部分にある
対応する放物線と 軸との2つの共有点が、 軸の正の部分と負の部分に1つずつある
二次方程式・二次不等式のメインストリームの終着点です。文字を含んだ二次関数の最大・最小の場合分けと同じような立ち位置の問題です。テストへの出現率は相当高いので習得したい。本問題は各設問に対応するグラフの形が固定化される。そのグラフに対応した条件を考えることになるが、パターン暗記のみに頼るのはお勧めしない。グラフを描いて、その条件を1つずつ確認してみることで、流れとして体得してほしい。そうすると、この問題の応用系にも対応しやすいはずである。
最も基本的な3種類の設問を用意した。また、言い換えの設問も併記してある。各設問⇒しっかり目のグラフ⇒グラフに対応した 、軸、 切片を考える⇒不等式を解き、数直線にまとめる⇒ の範囲が出る。これで1セットであり、道のりは長い。丁寧に記述して混乱しないようにしよう。また、各不等式は他の設問にも流用可能なので、そこで時短も図りたい。学習のために、本解説ではすべての設問を同時進行で進める。
3つの条件に対応する放物線の形を確認する。
グラフの形から、判別式・軸の位置・ 切片の符号という3つの条件を読み取る。
(1)
(2)
(3)
読み取った条件を、実際に の式として計算する。
したがって、
軸は
より、
切片は
より、
各設問について、2で読み取った条件をすべて満たす の範囲を数直線上でまとめる。
(1)
(2)
(3)
(1)
(2)
(3)