高校数学 公式・解法ノート
差がつく

文字が分離できないとき:極大値と極小値の符号

着眼点3次方程式 f(x)=0 が異なる3実数解 \iff 極値が存在して(極大値)\times(極小値)<0。

例題
1
a を実数とする。x^3-3ax+2=0 が異なる3つの実数解をもつ a の範囲を求めよ。
解答
f(x)=x^3-3ax+2、f'(x)=3(x^2-a)。
極値をもつには a>0 が必要。このとき x=\pm\sqrt a で極値。
f(-\sqrt a)=2a\sqrt a+2>0(極大)、f(\sqrt a)=2-2a\sqrt a(極小)。
極小値 <0 が条件:a\sqrt a>1 より a>1。
答 a>1
ポイントこの問題は x\ne0 で割って 3a=x^2+\frac{2}{x} と分離する解き方もあるが、数Ⅱの範囲では極値の符号で解くのが標準。

「微分法(数Ⅱ)」の項目

  1. 導関数の公式と計算必須
  2. 微分係数の定義と極限の変形差がつく
  3. 接線・法線の方程式必須
  4. 曲線外の点から引く接線(接点を t とおく)必須
  5. 共通接線差がつく
  6. 増減表の書き方と極値必須
  7. 極値をもつ条件・極値から係数を決める必須
  8. 3次関数のグラフをかく必須
  9. 極大値と極小値の差(3次関数の性質)差がつく
  10. 閉区間での最大・最小(端と極値を比べる)必須
  11. 図形・文章題の最大・最小差がつく
  12. 置き換えて3次関数にする(三角関数・指数など)差がつく
  13. 実数解の個数(定数を分離してグラフと直線の交点)必須
  14. 文字が分離できないとき:極大値と極小値の符号差がつく
  15. 不等式の証明(差をとって最小値 ≧0)必須
  16. 接線が3本引ける点の領域を図示する不要

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