\]
問題3
解の配置の問題です。 方程式の実数解の個数を$y=x|x-3|$と$y=ax+1$の共有点の個数と捉えます 。$y=x|x-3|$のグラフを描くところで場合分けをすることになりますね。
解の配置の解き方を忘れてしまった人にははこの記事がおすすめです。
解の配置問題のパターンや解き方を例題付きで東大医学部生が解説! 共有点の個数が変わるのは、接するときと端点を通るとき なので、そのときの$a$の値を求めることが大切になります。
以下、解答例です。
\[\begin{align*}y=&x|x-3|\\=&\left\{\begin{array}{l}x(x-3)(x\geq 3のとき)\\-x(x-3)(x< 3のとき)\end{array}\right. \end{align*}\]
である。
$y=ax+1$が$y=x|x-3|$と接する時、上のグラフより、$y=-x(x-3)$と接する時を考えればよい。このとき、
\[-x(x-3)=ax+1\Leftrightarrow x^2+(a-3)x+1=0\]
が重解を持つので、この判別式を$D$とすると、
\[\begin{align*}&D=0\\\Leftrightarrow &(a-3)^2-4=0\\\Leftrightarrow &a^2-6a+5=0\\\Leftrightarrow &a=1, \, 5\end{align*}\]
このときの重解はそれぞれ、
\[x=-\frac{a-3}{2}=\left\{\begin{array}{l}1(a=1のとき)\\-1(a=5のとき)\end{array}\right. 二次関数 絶対値. \]
で、どちらも$x<3$を満たすので、たしかに$y=ax+1$と$y=x|x-3|$は接している。
また、$y=ax+1$が点$(3, \, 0)$を通るとき、
\[0=3a+1\Leftrightarrow a=-\frac{1}{3}\]
与えられた方程式の実数解は、$y=ax+1$と$y=x|x-3|$の共有点の$x$座標であり、相異なる実数解の個数は相異なる共有点の個数に等しいので、上のグラフより、相異なる実数解の個数は、
\[\left\{\begin{array}{l}\boldsymbol{a<-\frac{1}{3}のとき1個}\\\boldsymbol{a=-\frac{1}{3}のとき2個}\\\boldsymbol{-\frac{1}{3}
入試レベルにチャレンジ 方程式\(\small{ \ |x^2-3x|=-x+k \}\)の解が\(\small{ \ 4 \}\)個になるとき、定数\(\small{ \ k \}\)の値の範囲を求めよ。 \(\small{ \ |x^2-3x|=-x+k \}\) \(\small{ \ |x^2-3x|+x=k \}\) これを満たす\(\small{ \ x \}\)の異なる解の個数は \(\small{\begin{eqnarray} \left\{ \begin{array}{l} y=|x^2-3x|+x\\ y=k \end{array} \right. \end{eqnarray} \}\) の交点の個数と一致する \(\small{ \ \begin{eqnarray} y = \begin{cases} x^2-2x & ( x \leqq 0, \ x\geqq 3) \\ -x^2+4x & ( 0\lt x \lt 3) \end{cases} \end{eqnarray} \}\) よってグラフより \(\small{ \ 3\lt k \lt 4 \}\) 実際\(\small{ \ y=|x^2-3x| \}\)と\(\small{ \ y=-x+k \}\)のグラフを考えて解くともできるけど、それだと少し面倒くさい。 定数が\(\small{ \ x \}\)の係数にじゃない問題は、この 定数を分離する方法 を覚えておこう。 \(\small{ \ x \}\)の係数に定数がある場合は使えないけど、\(\small{ \ x \}\)の係数じゃなかったら、定数を分離することで答えを簡単に求めることができるからね。 この記事が気に入ったら いいね! しよう 二次関数 二次関数のグラフ, 定数分離, 絶対値 この記事を書いた人 最新記事 リンス 名前:リンス 職業:塾講師/家庭教師 性別:男 趣味:料理・問題研究 好物:ビール・BBQ Copyright© 高校数学, 2021 All Rights Reserved.
(1)例題 (2)例題の答案 ① ② (3)解法のポイント 絶対値を含むグラフは、 ①絶対値の中が0以上か負かで場合分け ②全体が絶対値の中に入っている場合は、絶対値の中のグラフをかいてx軸で折り返す の2通りがあります。 ①はどんなときでも利用できる方法で、②は関数全体が絶対値の中に入っていないと使えないので注意してください。今回であれば(1)は①のみ解ける、(2)は①②の両方で解ける、となります。
絶対値を含む関数のグラフ - 高校数学 高校数学の定期試験・大学受験対策サイト 二次関数 2016年7月18日 2020年5月20日 重要度 難易度 こんにちは、リンス( @Lins016)です。 今回は 絶対値を含む関数 について学習していこう。 絶対値とは?
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