文字係数の2次不等式

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文字係数の2次不等式 数学Ⅰ

2次不等式の応用編『文字係数の2次不等式』についてわかりやすく解説しました!

一見難しそうに見えますが、因数分解と2次不等式の基本(2次関数のグラフを用いて解くこと)がわかれば理解することができます!

2次不等式の基本的な問題が解ける人はチャレンジしてみましょう!

問題

問題
次の2次不等式を解け。ただし,$a$ は定数とする。
(1) $x^2-(2a+1)x+a^2+a>0$
(2) $x^2-(a+1)x+a<0$
(3) $ax^2-ax-2a>0$

 

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文字係数の2次不等式|文字の大小を判断

問題
次の2次不等式を解け。ただし,$a$ は定数とする。
(1) $x^2-(2a+1)x+a^2+a>0$

 

解答

(1)

 定数項を因数分解して   $x^2-(2a+1)x+a(a+1)>0$

 左辺を因数分解すると(たすき掛け)

  $(x-a)\{x-(a+1)\}>0$

 $a$ と $a+1$ の大小を比較すると  $a<a+1$
 ($a$ に $1$ を足したのが $a+1$ なので)

$x<a$,$a+1<x$

文字係数の2次不等式|文字の大小で場合分け

問題
次の2次不等式を解け。ただし,$a$ は定数とする。
(2) $x^2-(a+1)x+a<0$

 

解答

(2)

 左辺を因数分解すると  $(x-a)(x-1)<0$

 $a$ と $1$ の大小関係で場合分け
 [1] $a$ が $1$ より小さいとき($a<1$)
 [2] $a$ が $1$ と等しいとき ($a=1$)
 [3] $a$ が $1$ より大きいとき($1>a$)

 [1] $a<1$ のとき  $a<x<1$
 [2] $a=1$ のとき  $(x-1)^2<0$ より 解はない
 [3] $1<a$ のとき  $1<x<a$

※$a$ と $1$ の大小関係で図が異なる

文字係数の2次不等式|文字の正負で場合分け

問題
次の2次不等式を解け。ただし,$a$ は定数とする。
(3) $ax^2-ax-2a>0$

 

解答

(3)

 左辺を因数分解すると  $a(x^2-x-2)>0$

             $a(x+1)(x-2)>0$

 $a$ の符号で場合分け
 [1] $a$ が正のとき(下に凸の2次関数)
 [2] $a$ が $0$ のとき(左辺が $0$)
 [3] $a$ が負のとき(上に凸の2次関数)

 [1] $a>0$ のとき  $x<-1$,$2<x$
 [2] $a=0$ のとき  $0>0$ より 解はない
 [3] $a<0$ のとき  $-1<x<2$

数学Ⅰ 2次関数
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