指数をおき換えて t>0 に注意する解の個数(A)
★★★☆☆☆☆(共通テスト) / 作成者: shonan / 2026/10/24
🔁 類題: 指数をおき換えて t>0 に注意する解の個数(B) (★★★☆☆☆☆(共通テスト))
問題
$x$ の方程式 $4^x-2^{x+1}+a=0$ の異なる実数解の個数を,定数 $a$ の値によって調べよ.
$t=2^x$ とおくと $t>0$ で,$t$ と $x$ は 1 対 1 に対応する.方程式は
\[ t^2-2t+a=0 \quad\text{すなわち}\quad -t^2+2t=a \]
よって,実数解の個数は,$y=-t^2+2t=-(t-1)^2+1\ (t>0)$ のグラフと直線 $y=a$ の共有点の個数に等しい(下図).
グラフは $t=1$ で最大値 $1$ をとる.また,$t>0$ であるから点 $(0,\ 0)$ はグラフに含まれず,$t>1$ では $t$ が大きくなると $y$ はいくらでも小さくなる.
よって
$a>1$ のとき 0 個,$a=1$ のとき 1 個,$0<a<1$ のとき 2 個,$a\leqq 0$ のとき 1 個
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