![]() ![]() *** 科目 *** 数Ⅰ・A数Ⅱ・B数Ⅲ高卒・大学初年度 *** 単元 *** 数と式不等式二次関数二次不等式三角比三角比と図形集合・命題・証明順列・組合せ確率整数の性質 ※高校数学Ⅰの「2次不等式」について,このサイトには次の教材があります.
この頁へGoogleやYAHOO ! などの検索から直接来てしまったので前後関係がよく分からないという場合は,他の頁を先に見てください. が現在地です. ↓2次不等式(D>0の場合) ↓同(D=0の場合) ↓同(D<0の場合) ↓2次不等式(まとめ) ↓絶対値付き ↓文字係数 ↓同(いろいろな問題) たすき掛け+連立不等式 |
(Ⅰ) 初めにx2の係数が負になっている2次不等式は,両辺に-1を掛けて,x2の係数が正になるように書き換えます. ![]() −2x2+3x+2<0 のような問題を「そのまま解こうとすると」 y=−2x2+3x+2 という上に凸のグラフを描いて,y<0になるようなxの値の範囲を探さなければならないことになります. このような問題は,元の不等式を 2x2−3x−2>0 に変形してから解くことに決めておくと,常にx2の係数が正の y=2x2−3x−2 という「よく見慣れた」グラフで解けるようになります. そこで,以下においてはx2の係数が負になっている2次不等式が登場したら,両辺に-1を掛けて,x2の係数が正になるように書き換えて解くことにします.
y=ax2+bx+cにおいて2次の係数aが正であるとき、グラフは谷形になります。
⇒ y=ax2+bx+c(ただし,a>0)は谷形 (Ⅱ) x2の係数が正で
ア)ax2+bx+c=0の解がx=α, β ( α<β )
のとき
(1) 問題がax2+bx+c<0 (a>0)なら,
![]() 答は
α<x<β
マイナスは「間」 (2) 問題がax2+bx+c>0 (a>0)なら, ![]() 答は
x<α, β<x
プラスは「両側」 (3) 問題がax2+bx+c≦0 (a>0)なら, ![]() 答はα≦x≦β
マイナスは「間」 等号付き (4) 問題がax2+bx+c≧0 (a>0)なら, ![]() 答はx≦α, β≦x
プラスは「両側」 等号付き |
イ)ax2+bx+c=0の解がx=α(重解)
のとき
(1) 問題がax2+bx+c<0 (a>0)なら,
![]() 答は
解なし (2) 問題がax2+bx+c>0 (a>0)なら, ![]() 答はx<α, α<x
(x≠αでもよい) (3) 問題がax2+bx+c≦0 (a>0)なら, ![]() 答はx=α
(4) 問題がax2+bx+c≧0 (a>0)なら, ![]() 答は「すべての実数」
|
ウ)ax2+bx+c=0が実数解をもたないとき
(1) 問題がax2+bx+c<0 (a>0)なら,
![]() 答は
解なし (2) 問題がax2+bx+c>0 (a>0)なら, ![]() 答は
すべての実数 (3) 問題がax2+bx+c≦0 (a>0)なら, ![]() 答は
解なし (4) 問題がax2+bx+c≧0 (a>0)なら, ![]() 答は
すべての実数 |
【例題1】
(解答)2次不等式−2x2+3x+2>0の解を求めてください.
(Ⅰ)により,x2の係数が負のときは,両辺に-1を掛けて,問題を書き換えます.
両辺に-1を掛けると 2x2−3x−2<0 この2次不等式を解くことにする.
まず2次方程式を解く.
2x2−3x−2=0因数分解できる問題は,因数分解で解くのが楽 の解は (2x+1)(x−2)=0 より ![]() y=2x2−3x−2 のグラフは右図のようになるから y=2x2−3x−2<0 となるxの値の範囲は |
【例題2】
(解答)2次不等式x(2x-1)> x2+x−3の解を求めてください.
両辺に式があるときは,展開整理して左辺に集めます
2x2−x> x2+x−3 x2−2x+3>0 この2次不等式を解くことにする.
まず2次方程式を解くと虚数解になるのを見たら,判別式の話にしてしまう.
x2−2x+3=0ax2+b’x+c=0 (a≠0) のときは D’=b’2−ac を使うと D=b2−4ac よりも小さな数字で調べられる の判別式は D’=12−3 =−2<0 だから 2次関数 y=x2−2x+3 のグラフは右図のようになる ![]() y=x2−2x+3>0 となるxの値の範囲は すべての実数…(答) |
■参考・・・平方完成による不等式の証明 上記のイ)D=0の場合,およびウ)D<0の場合は,平方完成の変形により解くべき2次不等式に代えて絶対不等式の証明で行うことができますが,後に述べる事情(*)から基本練習としてはお勧めしません.
【例1】イ)D=0の場合
(1) 2次不等式x2−4x+4<0…(A)の解を求めるとき
x2−4x+4=(x−2)2≧0…(B)だから (A)は成り立たない.したがって,「解なし」…(答)
(2) 2次不等式x2−4x+4≦0…(A)の解を求めるとき
x2−4x+4=(x−2)2≧0…(B)だから x=2…(答)
(*)
(1)(2)の問題において,(A)は解くべき式,(B)はつねに成り立つ式であるが,同じような不等式で書かれているためか,(B)を使って(A)を解くという関係がなかなか理解しづらい生徒が多く,教科書などでは2次関数のグラフを使った解き方を薦めることが多い.
【例2】ウ)D<0の場合
(3) 2次不等式x2−4x+5>0…(A)の解を求めるとき
x2−4x+5=(x−2)2+1>0…(B)だから (A)はつねに成り立つ.したがって,「すべての実数」…(答)
(4) 2次不等式x2−4x+5≦0…(A)の解を求めるとき
x2−4x+5=(x−2)2+1>0…(B)だから (A)は成り立たない.したがって,「解なし」…(答) |
【問題1】 次の2次不等式を解きなさい. (正しい選択肢をクリック)
(1)
x2−7x+10<0 |
(2)
2x2−4x+1≦0 |
(3)
2x2−6x>0 |
(4)
x2+4x+4≦0 |
【問題2】
(1)
x2−2x+2>0
x2−2x+2=0
の判別式は D’=1−2=−1<0 ![]() y=x2−2x+2 のグラフは右図のようになるから,元の2次不等式の解は すべての実数…(答) ※複素数には大小関係を考えないので,1−i<x<1+i,x<1−i , 1+i<xを選んだ人は要注意です |
(2)
3x2−11x−4<0 |
(3)
x2≧4x
2次不等式を
x2−4x≧0 の形で解く x2−4x=0 x(x−4)=0 の解は x=0 , 4 ![]() y=x2−4x のグラフは右図のようになるから,元の2次不等式の解は x≦0 , 4≦x…(答) |
(4)
x2+4x+8≦0
x2+4x+8=0
の判別式は D’=22−8=−4<0 ![]() y=x2+4x+8 のグラフは右図のようになるから,元の2次不等式の解は 解なし…(答) ※複素数には大小関係を考えないので,−2−2i≦x≦−2+2i,x≦−2−2i , −2+2i≦xを選んだ人は要注意です |
【問題3】
(1)
12(x−1)≧3x2
両辺を3で割る
4(x−1)≧x2 右辺に移項して左辺と右辺を入れ換える x2−4x+4≦0 (x−2)2≦0 2次方程式 x2−4x+4=0 (x−2)2=0 の解は x=2(重解) ![]() y=x2−4x+4 のグラフは右図のようになるから,元の2次不等式の解は x=2…(答) |
(2)
7+20x<3x2
式を左辺に移項して,両辺に-1を掛ける
−3x2+20x+7<0 3x2−20x−7>0←(この問題を解く) 2次方程式 3x2−20x−7=0 (3x+1)(x−7)=0 の解は ![]() y=3x2−20x−7 のグラフは右図のようになるから,元の2次不等式の解は |
(3)
分母を払い左辺に移項する
3x2+3x> 5x−5 3x2−2x+5>0 2次方程式 3x2−2x+5=0 の判別式は D’=12−15=−14<0 ![]() y=3x2−2x+5 のグラフは右図のようになるから,元の2次不等式の解は すべての実数…(答) |
(4)
x2+(x−1)2≦3 |
![]() ![]() |
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