この問題は(2)が(3)の誘導になっているわけではないのであまりよろしくない問題なのかもしれません。
(2)は①が実数解を2つのみ持つ場合を考えさせていますが、(3)は①が実数解を3つ持つ場合も考えさせられます。
①は確実にx=2を解に持ちます。それにおまけで②の解が付いてくるわけです。
ここから下は仮のお話です。
仮に②の解がx=0,1だとしましょう。
この時①はx=0,1,2の3解を持ちます。
設問はこうです。
①と③が共通解を持つ時のkの値はなんでしょう
この時、
②と③が共通解を持てば良い
のみにしてしまうと、x=0,1の時のみを考えてしまうことになります。
①はあくまでもx=0,1,2の3解を持ちます。
x=2が共通解になる時が考えられていないのです。
ようするにまとめますと
②,③だけだと3つの解を持つ時に不十分(x=2が考えられてない)ってことです。
k=15/4
は多分計算ミスだと思います。