数学
高校生

コ~セの求め方を教えてください。

方程式f(z) =0の異なる実数解のうち,正の解がただ一つとなるようなa の値の範囲は コサ <aS シ ス 4= であり,a= のとき,方程式f(z) =0の正の解はr= である。 ス セ
解説 第1間 (数学11 微分横分の考え) )=3-6a+1)+3a(a+2) 日+2 = 3(r-a)(エ-a-2) aくa+2であるから、 J(a)の増減は次のようになる。 *ac0ca+2, っまり -2<n<0のとき リ=()のグラフは次のようになり、 正の解を1 つもつ ロ+2 0 0 極大|| 『()はェ=aで極大値(AM), ェ=a+2で極小値 極小 (m)をとる。 f0) =- 3(a+1)+3°'(a+2) ル+ 3 ロ+2 =(a+3) fla+2) = (a+2) -3(a+1) (a+2 + 3a(a+2} 0<aのとき 正の解を1つもつのは, m%3D0つまりュ=1のと きである = (a+2(a-1) ゆえに M= (a) = ?(a+3) m= f{a+2) = (a+2)°(a-1) リ=(x)のグラフの概形は, f(0) %3D0 より原点を 通ることに注意して O a+2 *a=-2のとき )は エ=-2で極大値4 エ=0 で極小値0 をとるので、グラフはの また *4=-2のとき、「(x) %3D(エ+3)より 方程式(x) = 0は正の解をもたない。 *a=0のとき」(x) =ア(はー3)より 方程式「(r) = 0は正の解(エ%3D3)を1つもつ。 以上より,求めるaの値の範囲は *0<aく1のとき 『()は で極大値をとり、 M>0 よニa+2で 極小値をとり、 m<0 よって、グラフは 0 fx)=0の実数解は, y= f(x)のグラフとェ軸の 共有点のェ座標である。 *a+2<0, つまりa<-2のとき 9= (x) のグラフはェ>0の範囲で増加して, F(0) = 0より正の解をもたない -2<aS0, a=1 a=1のとき,f(z) 3 0の正の解は エ=3 f(z)=z{=- 3(a+1]r+3a(a+2}} g(z) = ェ-3(a+1)x+3a(a+2) (注)

回答

もとのf(x)がわかんない。。。

らむ✌️ラビ🐰

すいません。こちらになります。

ムッシュ熊夫

f(x)=x³-3(a+1)x²+3a(a+2)x
f(x)=0において、正の解がただ一つとなる。
x³-3(a+1)x²+3a(a+2)x=0
x{x²-3(a+1)x+3a(a+2)}=0
ひとつの解はx=0で確定なので、
x²-3(a+1)x+3a(a+2)=0の解の組み合わせが(正、負)またわ、(正、0)であればよい。
解と係数との関係より、解を‪α‬、βとすると
‪α‬+β=3(a+1) ①
‪α‬β=3a(a+2) ②

(正、負)のとき
②<0なので
3a(a+2)<0
-2<a<0
また、D=9(a+1)²-12a(a+2)>0
-3a²-6a+9>0
a²+2a-3<0
(a-1)(a+3)<0
-3<a<1
よって共通範囲は-2<a<0 ③

(正、0)のとき
②=0なので
3a(a+2)=0
a=0、a=-2
また、D=9(a+1)²-12a(a+2)=0
9(a+1)²-4×3a(a+2)=0
9(a+1)²=0
a=-1

a=-2のとき
x²+3x=(x+3)x=0となり正の解を持たないので不適。

a=-1のとき、x²-3=0
x=±√3より正の解をもつので成立。

a=0のとき、x²-3x=x(x-3)=0
より、正の解をもつので成立。

単に実数解をもつとき、
D≧0すなわち
9(a+1)²-12a(a+2)≧0
(a-1)(a+3)≦0
-3≦a≦1

a=-3のとき、x²+6x+9=(x+3)²=0
より、正の解を持たないので不適。

a=1のとき、x²-6x+9=(x-3)²=0
より、正の解をもつので成立。

以上のことをまとめると、
-2<a≦0、a=1のとき、正の解を一つだけもつ。
また、a=1のときの正の解はx=3

ムッシュ熊夫

すいません。めっちゃ長くなりましたが、この記述もまだようやくできる部分が沢山あります。🙏
解答は微分などしていましたが、僕はめんどくさいので場合分けをしてゴリ押します。
x=0は確定であり0は正負どちらでもないので考える必要がありませんよね。そうなった場合、正の解が一つだけとなる解の組み合わせを考え、また、前提として、2つともx=0となっちゃだめで、実数解を持たなければならないので判別式を上手く使うことになります。
分からない点がありましたら何時でもまってます。

らむ✌️ラビ🐰

判別式の向きが>0になる理由を教えてください。

ムッシュ熊夫

実数解を持たなければならないので、もし判別式が0より小さければ実数解を持たなくなってしまいます

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