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と
294 第4章 三角関数
Think
例題 152 三角関数を含む方程式の解の存在条件
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OOT とする. 0 の方程式 -cos20+asin0+a=0 1 を満たす
0が存在するための定数 αの値の範囲を求めよ.
( 岩手大改)
使え方 gin0 とおくと、2倍角の公式を利用して、の2次方程式として考えることがで
きる
共有点を考えるとよい .
まり、その2次方程式の解の存在範囲の問題となるので、 2次関数のグラフと軸の
a
α
Bt
tのとり得る値の範囲に注意しながら, 実数解 tの存在範囲を調べればよいが, そのと
ときの着眼ポイントは, 「区間の端点の符号」, 「軸と区間の位置関係」, 「判別式 (
き,上のようにいろいろな場合が考えられ, 場合分けの必要がある. 場合分けをする
は2次関数のグラフの頂点のy座標)」である。
解答
t=sin0 とおくと,0≦πより,
0≤t≤1
②
cos20=1-2sin'0=12t より ①に代入して,
もの値の範囲に注意
する.
do-(1-2t2)+at+a=0
つまり, 2t2+ at + α-1=0 ......③3
全国でしたがって, ①を満たす 0 が存在するための条件は,区
間 ②において,tの2次方程式 ③が少なくとも1つの実数解
をもつこと,つまり,③より,f(t)=2t+atta-l とお
ふとy=f(t)のグラフが区間 ②でt軸と少なくとも1つ
の共有点をもつことである.
m
(i) f(0) f(1) が異符号のとき
つまり,f(0)f(1) 0 のとき
f(0)=a-1
f(1)=2+a+a-1=2a+1
したがって, (a-1)(2a+1) < 0
よって、
<<
if(0)=0 または f(1)=0 のとき niannie
つまり,f(0)f(1)=0 のとき
(a-1)(2a+1)=0
m
最終的に2次関数の
問題として捉えるこ
とができるかがポイ
ント
区間の端点の符号で
場合分けを考える.
(注》 を参照)
f(0)>0,f(1)<0
または、
f(0) < 0, f(1)>0 より
f(0)f(1) <0
f(0) = 0 のとき, す
0
1
よって,
a=-
または a=1
でに t=0 が③の解
となるのでf(1) の符
号は関係ない.
207 0 me
med