| y=(x-1)|x-a| (A) y=mx (B) とします。 (A)より x<aのとき y=-(x-1)(x-a) a≦xのとき y=(x-1)(x-a) これらを元に(A)のグラフをaについて場合分けして描いてみます。 但し(A)でx=0のとき y=-|a|<0 となることに注意します。
(i)a=1のとき このときの(A)のグラフはxに関して単調増加を示す形になりますので (B)との交点は一つしかありません。よって不適。
(ii)1<aのとき x<aにおける(A)のグラフに(B)が接するときのグラフの傾きをm0とすると 条件を満たすためには 0<m<m0 であることが分かります(グラフを描きましょう)。 ここでx<aにおける(A)(B)の交点のx座標について mx=-(x-1)(x-a) ∴x^2-(a+1-m)x+a=0 (A) m=m0のとき(A)は重解を持ちますから、解の判別式をDとすると D=(a+1-m0)^2-4a=0 ∴m0=a+1±2√a (A)' ここで a+1+2√a>a+1-2√a であり、図からm0は(A)'のうちの小さい方 (∵)大きいほうの場合,(B)はy<0で(A)と接する ですので m0=a+1+2√a ∴0<m<a+1+2√a
(iii)a<1のとき a≦xにおける(A)のグラフに(B)が接するときのグラフの傾きをm1とすると 条件を満たすためには m1<m<0 となることが分かります。よって…
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