数IA二次関数の問題です。
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aikawa222
(0pt)
 数I・Aの問題です。


a,bを0でない定数とし、xの二次関数
\rm{y=ax^2-bx+2a^2+25a-6}     ・・・①
のグラフをCとすると、Cは点\rm{(2 , 2a^2+5a-6)}を通る。
このとき、\rm{b=12a}であり、Cの頂点の座標は\rm{(6 , 2a^2-11a-6)}である。


\rm{2\leq x\leq 9} における二次関数①の最大値を\rm{\bf{M}}、最小値を\rm{\bf{m}}とする。
このとき、
\rm{3\bf{M} < |\bf{m}|}となるようなaの値の範囲を求めよ。


解き方がよくわからないので、
お時間ありましたらよろしくお願いします。

2010-07-04 21:40:40
9421163zzx
(18pt)
\rm{b=12a}であり、Cの頂点の座標は\rm{(6 , 2a^2-11a-6)}である」ことは

Cは点\rm{(2 , 2a^2+5a-6)}を通ることから導けるので、

そこまでの解答は書いておいていただいたわけですよね。



さて、\rm{2\leq x\leq 9}における最大値、最小値についてですが、

幸いにもCの頂点の x 座標が 6 と分かっているので、

a>0 ならば x=2 で最大値、 x=6 で最小値をとり、
a<0 ならば x=6 で最大値、 x=2 で最小値をとり、

ということが分かります。



Ⅰ.a>0のとき

M=2a^2+5a-6、 m=2a^2-11a-6

より、3( 2a^2+5a-6 )<| 2a^2-11a-6 | を解けばよいわけです。

ただし、\rm{3\bf{M} < |\bf{m}|} となるとき、明らかに m<0 でなくてはならないので、

3(2a^2+5a-6)<-( 2a^2-11a-6 )  かつ 2a^2-11a-6<0 かつ a>0

この連立不等式を解いて 0<a<1


Ⅱ.a<0のとき

M=2a^2-11a-6、 m=2a^2+5a-6、

より、同様に

3( 2a^2-11a-6 )<-( 2a^2+5a-6 )   かつ 2a^2+5a-6<0 かつ a<0

この連立不等式を解いて (7-√97)/4<a<0  ←計算自信なし


よってⅠⅡより、(7-√97)/4<a<0、0<a<1

計算間違いの可能性はありますが、道筋はこれでいいと思います。
2拍手 |
2010-08-09 13:44:52
gentle
(53pt)

2点補足します。

1. 最大値、最小値について

> 幸いにもCの頂点の x 座標が 6 と分かっているので、
> a>0 ならば x=2 で最大値、 x=6 で最小値をとり、
> a<0 ならば x=6 で最大値、 x=2 で最小値をとり、

これは、以下の判断が入っているため、x=9 が最大値、最小値に無関係となっています。

|2-6|=4{>}|9-6|=3


2. a<0 の場合について

a>0 の時と同じように |m|<0  と簡単に判断できないので、以下も計算する必要があると思います。

3(2a^{2}-11a-6) < 2a^{2}+5a-6 

これを計算すると、

\frac{ 19-\sqrt{409} }{ 4 } < a


\frac{ 7-\sqrt{97} }{ 4 }   と \frac{ 19-\sqrt{409} }{ 4 }  を比較すると、

\frac{ 7-\sqrt{97} }{ 4 } < \frac{ 19-\sqrt{409} }{ 4 }  となるので、


上記解答で正しいと判断できます。

2拍手 |
2010-08-10 13:56:10
9421163zzx
(18pt)
gentleさん

補足ありがとうございます。



補足1についてはまったくその通りです。


補足2については、a の値に関係なく、条件 \rm{3\bf{M} < |\bf{m}|} から

m<0 であることがいえます。


直感的には

「最大値より最小値の絶対値が大きくなるんだから、

m<0 じゃなきゃおかしいだろう」

という発想になりますが、

証明すると次のようになります。

最大性、最小性から m<M

両辺を3倍して 3m<3M

これと条件 \rm{3\bf{M} < |\bf{m}|} より 3m<|m|

これを満たすmの値の範囲は m<0


この辺りのことを省略してしまったのは

解答として不親切でした。失礼しました。
2拍手 |
2010-08-12 08:48:02
gentle
(53pt)
9421163zzxさん

> 補足2については、a の値に関係なく、条件 \rm{3\bf{M} < |\bf{m}|} から
> m<0 であることがいえます。

確かにその通りですね。
回答の追記、有難うございました。
1拍手 |
2010-08-13 23:42:52
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