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 より大きい
(2) 2つの解がともに より大きく より小さい
対応する放物線と 軸との2つの共有点が、ともに より右側にある
対応する放物線と 軸との2つの共有点が、ともに と の間にある
重要問題の応用になります。難易度は4としていますが、本問題自体は比較的マイルドな設問にしています。少し簡単に感じるかもしれません。ベースとなっている問題をパターンとして丸暗記するのではなく、グラフから条件を考えるストーリーとして理解できているならば、本問題くらいの応用であれば初見でも対応できると思います。このタイプはいくらでも応用問題のパターンを作ることができますが、いずれにしても「グラフ化⇒条件を考える」という流れは変わりません。この問題までマスターできたならば、あとは好きな問題を好きに解いていってよい段階です。
まずはグラフ化しましょう。そこからグラフを満たす条件を考えると、ベースとなった「2つの正の解」の問題で使った3つの条件のうち、1つを変えるだけで本問題に適用できることに気付くかもしれません。また、(2)は(1)の答えにさらに1つ条件を付け加えるだけ、という構図です。最初からすべて解き直していると、かなり時間を使います。すでに求めた条件はうまく流用しましょう。また、「正」という言葉には気を付けてください。0は含まれません。
2つの解が「ともに より大きい」という条件を、放物線とグラフの位置関係に置き換える。2つの共有点が、ともに より右側にある形を考える。
軸は
より、
より、
3条件の共通部分として、
を出す。
2つの解が「ともに より大きく より小さい」という条件を、放物線と の位置関係に置き換える。2つの共有点が、 と の間にある形を考える。
まず、
を利用し、さらに
を追加する。
より、
したがって、
(1)
(2)