定数を分離して指数関数を含む方程式の解の個数(A)
★☆☆☆☆☆☆(教科書) / 作成者: shonan / 2026/10/26
🔁 類題: 定数を分離して指数関数を含む方程式の解の個数(B) (★☆☆☆☆☆☆(教科書))
問題
$k$ は定数とする.方程式 $x=ke^x$ の異なる実数解の個数を調べよ.ただし,$\displaystyle\lim_{x\to\infty}\frac{x}{e^x}=0$ を用いてよい.
$e^x>0$ であるから,両辺を $e^x$ で割ると,方程式は $xe^{-x}=k$ と同値である.$f(x)=xe^{-x}$ とおくと $f'(x)=(1-x)e^{-x}$
\[ \begin{array}{c|ccc}
x & \cdots & 1 & \cdots \\ \hline
f'(x) & + & 0 & - \\ \hline
f(x) & \nearrow & \frac{1}{e} & \searrow
\end{array} \]
$\displaystyle\lim_{x\to -\infty}f(x)=-\infty$,$\displaystyle\lim_{x\to\infty}f(x)=0$($x>0$ で $f(x)>0$)
$y=f(x)$ のグラフと直線 $y=k$ の共有点の個数を考えて(下図)
\begin{itemize}
\item $k>\dfrac{1}{e}$ のとき 0 個
\item $k=\dfrac{1}{e}$ のとき 1 個
\item $0<k<\dfrac{1}{e}$ のとき 2 個
\item $k\leqq 0$ のとき 1 個
\end{itemize}
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