スライド | ノート | 問題 | |
1. 2次関数のグラフ | [無料] | [会員] | |
2. 関数のグラフの移動 | [無料] | [会員] | |
3. 2次関数の最大・最小 | [無料] | [会員] | |
4. 2次関数の決定 | [無料] | [会員] | |
5. 2次関数のグラフと方程式 | [無料] | [会員] | |
6. 2次不等式とグラフ | [無料] | [会員] | |
7. 2次方程式の解の配置 | [無料] | [会員] |
演習問題
題材にした方程式は全問共通で,条件だけが少しずつ異なっています.さながら2次方程式の解の配置問題の博覧会といったところですが,ほんの些細な設定変更で難易度がぐっと変化するのは面白いところです.
問題1【基本】
2次方程式 $x^2-2ax+3a-2=0$ の重解を含む2つの解が,ともに正となるような定数 $a$ の値の範囲を求めよ.
問題2【基本】
2次方程式 $x^2-2ax+3a-2=0$ が,$0< x< 2$ の範囲に異なる2つの実数解をもつような定数 $a$ の値の範囲を求めよ.
問題3【基本】
2次方程式 $x^2-2ax+3a-2=0$ が,正と負の解ををもつような定数 $a$ の値の範囲を求めよ.
問題4【標準】
2次方程式 $x^2-2ax+3a-2=0$ が,$0< x < 2$ の範囲に解をもつような定数 $a$ の値の範囲を求めよ.
問題5【発展】
2次方程式 $x^2-2ax+3a-2=0$ が,$0\leqq x \leqq 2$ の範囲に解をもつような定数 $a$ の値の範囲を求めよ.
問題6【発展】
2次方程式 $x^2-2ax+3a-2=0$ が,$0\leqq x \leqq 2$ の範囲に解をもたないような定数 $a$ の値の範囲を求めよ.
2次方程式の実数解は,2次関数のグラフと $x$ 軸との共有点の $x$ 座標に現れます.つまり,2次方程式の議論を2次関数の議論に持ち込むことによって,実数解を視覚的に捉えることができるようになるのです.この
「2次方程式」から「2次関数」へ
という理論の乗り入れが大切です.5.2次関数のグラフと方程式(演習問題) においては逆方向の
「2次関数」から「2次方程式」へ
があり,また 6.2次不等式とグラフ(演習問題) においては
2次不等式から2次関数へ,そして2次方程式へ
がありました.このように「2次関数」「2次方程式」「2次不等式」が三つ巴で相互に密接に関係しており,この3つの理論を相互に不自由なく行き来できるようになることが,この分野をストレスなく扱えるようになる最大のコツといってよいのかもしれません.
解答
$f(x)=x^2-2ax+3a-2=0$ とおきますと,$f(x)=(x-a)^2-a^2+3a-2$ から $f(x)$ のグラフの軸は直線 $x=a$ です.2次方程式 $x^2-2ax+3a-2=0$ すなわち $f(x)=0$ の実数解は,$f(x)$ のグラフと $x$ 軸との共有点の $x$ 座標に現れます.従って $f(x)$ のグラフの概形が次のようになればよいわけです.
誰もがこのようなグラフをかくためには次の3つの条件を課せばよいことがわかります:
① $f(x)=0$ の判別式 $D$ は0以上
② $f(x)$ のグラフの軸が $y$ より右側
③ $f(0)$ の値が正