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二次不等式と二次関数の関連づける!(二次不等式)>0が成り立つような定数 k を求める問題

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問題

全ての実数 x に対して、2 次不等式 x^{2}+(k+3)x-k>0が成り立つような定数 k の範囲を求めよ。

 

 

つまずきポイント

 今回の問題は、(二次不等式)>0が成り立つような定数kを求める問題です。

 

二次不等式と二次関数は深く関わっています。

これらの関わりをイメージするのが難しいかもしれません。

ただの式であっても、グラフをイメージしながら解くことが重要です。

 

今回使用する公式

判別式

 2 次方程式 ax^{2}+bx+c=0の判別式をDとすると、 

D=b^{2}-4ac>0 \Longrightarrow 実数解は 2 コ

D=b^{2}-4ac=0 \Longrightarrow実数解は 1 コ

D=b^{2}-4ac<0 \Longrightarrow実数解は 0 コ

 

判別式の仕組みについては↓こちらを確認してみてください。

smohisano.hatenablog.jp

 

今回の問題のポイント

「グラフf(x)がすべての x に対して、f(x)>0 となる」
ということを図でイメージする必要があります。

 

図でのイメージ
例えば、
(i)

f:id:smohisano:20210612072949p:plain

 
このような図だと f(x)<0となる x が存在してしまうので、不適
 f(x)<0 となる部分が存在しないようにするには、

(ⅱ)

 

f:id:smohisano:20210612073152p:plain 

となっている必要があります。

 

このように、

f(x)>0f(x)<0 はグラフの位置と深く関わっています。

 

解説

 

 

判別式を使う。
(ⅱ) の図は解が 0 コなので、
判別式 D=(k+3)^{2}+4k<0
k^{2}+6k+9+4k<0
 k^{2}+10k+9<0
  (k+9)(k+1)<0
   -9<k<-1 

 

おわりに

今回は、(二次不等式)>0が成り立つような定数kを求める問題でした。

 

二次不等式と二次関数の関係性をは、

グラフを描くことによってイメージしやすくなります。

  

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