因数分解して解く高次不等式(A)
★★★☆☆☆☆(共通テスト) / 作成者: shonan / 2026/10/24
🔁 類題: 因数分解して解く高次不等式(B) (★★★☆☆☆☆(共通テスト))
問題
次の不等式を解け.
\begin{enumerate}
\item[(1)] $x^3-3x^2-x+3>0$
\item[(2)] $x^4-5x^2+4\leqq 0$
\item[(3)] $x^3-3x+2\geqq 0$
\end{enumerate}
(1) 左辺を因数分解すると $x^2(x-3)-(x-3)=(x+1)(x-1)(x-3)$.各因数の符号を調べると
\[ \begin{array}{c|ccccccc} x & \cdots & -1 & \cdots & 1 & \cdots & 3 & \cdots \\ \hline x+1 & - & 0 & + & + & + & + & + \\ x-1 & - & - & - & 0 & + & + & + \\ x-3 & - & - & - & - & - & 0 & + \\ \hline \text{左辺} & - & 0 & + & 0 & - & 0 & + \end{array} \]
よって $-1<x<1,\ 3<x$(グラフは下図)
(2) $(x^2-1)(x^2-4)\leqq 0$ より $1\leqq x^2\leqq 4$.よって
\[ -2\leqq x\leqq -1,\quad 1\leqq x\leqq 2 \]
(3) $P(x)=x^3-3x+2$ とおくと $P(1)=0$ であるから,左辺は $(x-1)(x^2+x-2)=(x-1)^2(x+2)$ と因数分解できる.よって $(x-1)^2(x+2)\geqq 0$.$(x-1)^2\geqq 0$ であるから
$x\neq 1$ のとき $(x-1)^2>0$ で,$x+2\geqq 0$ より $x\geqq -2$.$x=1$ のとき左辺 $=0$ で成り立つ.
よって $x\geqq -2$
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