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■38437 / inTopicNo.1)  再びお世話になります
  
□投稿者/ るか 一般人(4回)-(2009/05/28(Thu) 07:46:13)
    xの2次方程式x^-2ax+4a^-4=0において
    (1)2より大きい解と2より小さい解をもつ
    (2)2解とも2より小さい
    (3)x≦2の範囲に少なくとも1つの解をもつためのaの条件をそれぞれ求めよ

    の3つの問題の解き方がわかりません
    わかる方いらっしゃいましたら教えてください
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■38438 / inTopicNo.2)  Re[1]: 再びお世話になります
□投稿者/ X 一般人(33回)-(2009/05/28(Thu) 11:20:38)
    2009/05/29(Fri) 19:20:56 編集(投稿者)

    f(x)=x^2-2ax+4a^2-4
    と置くと
    f(x)=(x-a)^2+3a^2-4
    ∴y=f(x)のグラフは軸の方程式が
    x=a
    である下に凸の放物線になります。よって
    (1)
    f(2)<0
    が条件になります。
    (2)
    f(2)>0かつa<2かつf(a)≦0
    が条件になります。
    (3)
    x≦2の範囲に全く解を持たない条件は
    (f(2)>0かつa>2かつf(a)≦0)又はf(a)>0
    これの否定を取って求める条件は
    (f(2)≦0又はa≦2又はf(a)>0)かつf(a)≦0
    となります。
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■38442 / inTopicNo.3)  Re[2]: 再びお世話になります
□投稿者/ るか 一般人(5回)-(2009/05/28(Thu) 17:17:48)
    すみません、私の理解力不足で、説明されている意味が全然わからないんです

    はじめの段階でなぜ2を2次方程式にかけたのでしょうか?
    いきなりf(-2)やf(2)がでてくるのはどうしてでしょうか?

    あとこの答えの解答なのですが
    (1)の場合であれば0<a<1
    となっていたので、できればこのような形になるまでの過程も((2)(3)も含めて)説明していただけると幸いです
    注文多くてすみません
    再度どなたかお願い致します
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■38443 / inTopicNo.4)  Re[1]: 再びお世話になります
□投稿者/ miyup 大御所(811回)-(2009/05/28(Thu) 18:31:07)
    2009/05/28(Thu) 18:33:45 編集(投稿者)

    No38437に返信(るかさんの記事)
    > xの2次方程式 x^-2ax+4a^-4=0 において

    xの2乗は x^2 と書きます。この式は x^2 -2ax +4a^2-4=0 ですね。

    以下は放物線 y=x^2 -2ax +4a^2-4 のグラフのイメージを利用します。

    2次方程式 x^2 -2ax +4a^2-4=0 の解は、
    放物線 y=x^2 -2ax +4a^2-4 と x軸 との交点のx座標の値になる
    ということを確認してください。
    また、放物線の頂点は
     y=x^2 -2ax +4a^2-4=(x-a)^2 +3a^2-4 より
    点(a,3a^2-4) になっています。

    > (1)2より大きい解と2より小さい解をもつ

    グラフを書くと、放物線とx軸との交点がx=2の左右に1つずつある状況です。
    このときグラフは f(2)<0 (f(2)の値が負) となっています。
    逆に f(2)<0 であれば、放物線とx軸との交点がx=2の左右に1つずつできますので
    この問題は、aの不等式 f(2)<0 を解けばよいことになります。

    > (2)2解とも2より小さい

    グラフを書くと、放物線とx軸との交点がx=2の左に2つある状況です。
    このときグラフは、
     グラフの頂点のx座標が x=2 より左にあり → a<2…@
     グラフの頂点のy座標が負であり → 3a^2-4<0…A
     f(2)の値が正 → f(2)>0…B
    になっています。
    この@ABを全て満たすaの値の範囲が求める範囲になります。
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■38448 / inTopicNo.5)  Re[2]: 再びお世話になります
□投稿者/ るか 一般人(6回)-(2009/05/28(Thu) 20:43:43)
    2009/05/28(Thu) 20:46:21 編集(投稿者)

    ^だけで2乗の意味かと勘違いしてました
    失礼しましたm(__)m

    (1)の答えが0<a<1となっていました
    f(2)<0をどう計算してもa<1にしかならないのですが
    0<aはどこからくるのでしょうか?

    (2)の答えですが3つの条件の共通範囲を求めればいいのでしょうか?

    (答が右のようになるみたいなんですが)√3/-2≦a<0 または 1<a≦√3/2
    途中からこの記号→≦がなぜ出てくるのかもわかりません

    また、(3)の答えが

    √3/-2≦a≦√3/2

    なのですが、√3/2の値がどれくらいなのかもわかりません...

    数学がとても苦手なので
    質問が多くなってしまって本当にすみません
    回答よろしくお願いいたします
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■38449 / inTopicNo.6)  Re[3]: 再びお世話になります
□投稿者/ miyup 大御所(812回)-(2009/05/28(Thu) 21:47:23)
    No38448に返信(るかさんの記事)
    > (1)の答えが0<a<1となっていました
    > f(2)<0をどう計算してもa<1にしかならないのですが
    > 0<aはどこからくるのでしょうか?

    f(2)=4a^2-4a より
     4a^2-4a<0
     4a(a-1)<0 ÷4  ※÷a はできません。aの2次不等式です。
     a(a-1)<0
    ∴ 0<a<1

    > (2)の答えですが3つの条件の共通範囲を求めればいいのでしょうか?

    そうです。

    > (答が右のようになるみたいなんですが)√3/-2≦a<0 または 1<a≦√3/2
    > 途中からこの記号→≦がなぜ出てくるのかもわかりません

    「異なる」2解とは書いていませんね。ということは
     誤 グラフの頂点のy座標が負であり → 3a^2-4<0…A
     正 グラフの頂点のy座標が0または負であり → 3a^2-4≦0…A
    と訂正しておいてください。
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■38456 / inTopicNo.7)  Re[4]: 再びお世話になります
□投稿者/ るか 一般人(7回)-(2009/05/29(Fri) 07:43:19)
    2009/05/29(Fri) 08:00:55 編集(投稿者)

    (1)の解き方よくわかりました、ありがとうございましたm(__)m

    (2)ですが

    もし[異なる]2解と書かれていた場合は3a^2-4<0となり、
    今回の場合は書かれていないので3a^2-4≦0となるのはなぜでしょうか?

    共通範囲ということは
    f(2)>0よりa<0,1<a
    a<2よりa<2
    3a^2-4≦0より√3/-2≦a≦√3/2
    (この計算ですがa^2≦3/4→a≦±√3/2→√3/-2≦a≦√3/2となる、であっていますでょうか?)
    となるわけですが、この3つがすべて入る、つまりは全部の範囲を足したものを解と考えればいいのでしょうか?

    (3)ですが
    x≦2の範囲に少なくとも1つの解をもつ条件を求めるのに
    否定のx≦2の範囲に解はない
    を使って求めることはわかったのですが
    その場合にf(a)>0となっているということは
    否定のグラフはx軸と共有点を絶対に持っていないということになりますよね?
    このグラフはあくまでx≦2の範囲に解がないのであって
    2<xの範囲ではx軸と接するということにはならないんでしょうか?
引用返信/返信 [メール受信/OFF] 削除キー/
■38457 / inTopicNo.8)  Re[5]: 再びお世話になります
□投稿者/ miyup 大御所(815回)-(2009/05/29(Fri) 07:58:45)
    2009/05/29(Fri) 20:16:37 編集(投稿者)

    No38456に返信(るかさんの記事)
    > (2)ですが
    > もし[異なる]2解と書かれていた場合は3a^2-4<0となり、
    > 今回の場合は書かれていないので3a^2-4≦0となるのはなぜでしょうか?

    2解=重解も含む 異なる2解=重解は含まない と表現に使い分けがあります。

    > 共通範囲ということは
    > f(2)>0よりa<0,1<a
    > a<2よりa<2
    > 3a^2-4≦0より√3/-2≦a≦√3/2
    > となるわけですが、この3つがすべて入る、つまりは全部の範囲を足したものを解と考えればいいのでしょうか?

    すべて入る部分でよいですが
    足したもの(=和集合)ではなくて、「共通部分」と言わなければ間違いです。

    > (この計算ですがa^2≦3/4→a≦±√3/2→√3/-2≦a≦√3/2となる、であっていますでしょうか?)

    ≦± という不等号の使い方は間違いです(=±はOKです)。
    a^2≦4/3→-2/√3≦a≦2/√3 と直接行きましょう。
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■38458 / inTopicNo.9)  Re[6]: 再びお世話になります
□投稿者/ るか 一般人(8回)-(2009/05/29(Fri) 08:44:11)
    2009/05/29(Fri) 08:45:07 編集(投稿者)

    重解を含むか含まないかの使い分けよくわかりました
    ありがとうございますm(__)m


    ということは
    2<aは1<aに含まれているから考えないとして

    f(2)>0よりa<0,1<aと3a^2-4≦0より√3/-2≦a≦√3/2の共通範囲ということで

    √3/-2≦aとa<0より√3/-2≦a<0

    また、1<aとa≦√3/2より1<a≦√3/2となるということでしょうか?

    (3)の方もわかる方いらっしゃいましたらお願い致します
引用返信/返信 [メール受信/OFF] 削除キー/
■38459 / inTopicNo.10)  Re[7]: 再びお世話になります
□投稿者/ miyup 大御所(816回)-(2009/05/29(Fri) 10:36:50)
    2009/05/29(Fri) 21:34:09 編集(投稿者)
    2009/05/29(Fri) 20:19:29 編集(投稿者)

     a<0,1<a
     a<2
     -2/√3≦a≦2/√3
    の共通部分は
     -2/√3≦a<0、1<a≦2/√3
    です。数直線を書いて3つの範囲が重なる部分です。

    なお 2/√3=(2√3)/3=(√12)/3 のおおよその値は
     √9<√12<√16
    からスタートして
     3<√12<4
    3で割って
     1<√3/2<4/3
    より、1よりおおきい値であることがわかります。

    ※以上、修正しました。
引用返信/返信 [メール受信/OFF] 削除キー/
■38461 / inTopicNo.11)  Re[8]: 再びお世話になります
□投稿者/ るか 一般人(9回)-(2009/05/29(Fri) 14:46:35)
    度々の回答ありがとうございます

    数直線書いてみてわかりました
    ですが教科書の答えに[√3/-2≦a<0または1<a≦√3/2]
    とあったのですが、または以降の解は何なのでしょうか?

    √3/2の値が0.5と1の間であるのに1より大きいことはありえませんよね?

    再度となってしまいますが
    どなたか(3)わかる方いらっしゃいましたら本当にお願い致します!!
引用返信/返信 [メール受信/OFF] 削除キー/
■38462 / inTopicNo.12)  Re[1]: 再びお世話になります
□投稿者/ X 一般人(35回)-(2009/05/29(Fri) 18:16:59)
    2009/05/29(Fri) 19:21:35 編集(投稿者)

    横から失礼します。
    >>るかさんへ
    ごめんなさい。(1)(2)(3)に誤りがありましたので訂正しておきました。

    (2)について
    3a^2-4≦0
    の解が
    >>√3/-2≦a≦√3/2
    となっていますが
    -2/√3≦a≦2/√3
    の誤りではありませんか?。
    これだと
    1<2/√3
    となります。

    (3)について
    x≦2に解を持たない場合は次の二通りが考えられます。
    (i)問題の方程式f(x)=0が実数解を持たない。
    (ii)問題の方程式f(x)=0が2<xの範囲にのみ実数解を持つ

    (i)の場合、
    y=f(x)はx軸と交点を持たないので頂点のy座標について
    f(a)>0
    (ii)の場合、
    頂点が直線x=2の右側、つまり 2<a
    かつ
    頂点がx軸に接するか下側にある、つまり f(a)≦0
    かつ
    y=f(x)が直線x=2とx軸の上側で交わる、つまりf(2)>0
    が条件になります。
引用返信/返信 [メール受信/OFF] 削除キー/
■38466 / inTopicNo.13)  Re[2]: 再びお世話になります
□投稿者/ るか 一般人(10回)-(2009/05/29(Fri) 21:07:43)
    2009/05/29(Fri) 21:08:54 編集(投稿者)

    Xさんありがとうございます!
    (2)解けましたm(__)m

    (3)についてですが、どう計算しても4つの条件の共通範囲を出してその否定を考えると
    0≦a≦1になってしまうのですが、
    答えは-2/√3≦a≦2/√3となっているんです。
    どうしてでしょうか?

引用返信/返信 [メール受信/OFF] 削除キー/
■38481 / inTopicNo.14)  Re[3]: 再びお世話になります
□投稿者/ X 一般人(36回)-(2009/05/30(Sat) 13:28:37)
    2009/05/30(Sat) 13:44:35 編集(投稿者)

    >>4つの条件の共通範囲を出してその否定を考えると
    4つの条件は使いますが、それらの「共通範囲」ではありませんよ。
    x≦2に解を持たない場合は
    (i)かつ(ii)
    ではなくて
    (i)又は(ii)
    です。

    (i)の場合、
    f(a)=3a^2-4>0
    ∴a<-2/√3,2/√3<a (A)
    (ii)の場合
    2<a (B)
    f(a)=3a^2-4≦0 (C)
    f(2)=4a^2-4a>0 (D)
    (C)より-2/√3≦a≦2/√3 (C)'
    (D)よりa<0,1<a (D)'
    ∴(B)(C)(D)を同時に満たす実数aは存在しません。

    以上からx≦2に解を持たない場合のaの値の範囲は(A)となりますので
    これの否定を取って、求めるaの値の範囲は
    -2/√3≦a≦2/√3
    となります。

    No.38438のレスのように考えるのならば、(A)(B)(C)'(D)'より求める条件は
    -2/√3≦a≦2/√3
    かつ
    {a≦2又は(a<-2/√3,2/√3<a)又は0≦a≦1}
    これより
    -2/√3≦a≦2/√3
    かつ
    {a≦2又は(a<-2/√3,2/√3<a)}

    -2/√3≦a≦2/√3
    かつ
    {aは任意の実数}
    よって
    -2/√3≦a≦2/√3
    となります。
引用返信/返信 [メール受信/OFF] 削除キー/
■38482 / inTopicNo.15)  Re[4]: 再びお世話になります
□投稿者/ るか 一般人(11回)-(2009/05/30(Sat) 13:42:18)
    2009/05/30(Sat) 13:42:49 編集(投稿者)

    解き方わかりました!!

    Xさん、 miyupさん、
    長々と私の質問におつきあいいただき、本当にありがとうございました。
    またわからない問題がでてきたら
    お聞きしに来ると思いますが
    再度よろしくお願いいたしますm(__)m
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