区間内に解をもつ条件(解の配置)(A)
★★★☆☆☆☆(共通テスト) / 作成者: shonan / 2026/10/23
🔁 類題: 区間内に解をもつ条件(解の配置)(B) (★★★☆☆☆☆(共通テスト))
問題
2 次方程式 $x^2-2ax+2a=0$ が $0\leqq x\leqq 2$ の範囲に少なくとも 1 つの解をもつような定数 $a$ の値の範囲を求めよ.
$f(x)=x^2-2ax+2a$ とおく.$f(0)=2a$,$f(2)=4-2a$
(i) $f(0)f(2)\leqq 0$ のとき,$f(0)$,$f(2)$ の一方は 0 以下で他方は 0 以上であるから,放物線 $y=f(x)$ は $0\leqq x\leqq 2$ の範囲で $x$ 軸と共有点をもち,条件を満たす.このような $a$ の値の範囲は
\[ 2a(4-2a)\leqq 0 \quad\text{より}\quad a\leqq 0,\ 2\leqq a \]
(ii) $f(0)f(2)>0$ のとき,グラフは下に凸であるから,$f(0)<0$ かつ $f(2)<0$ ならば $0\leqq x\leqq 2$ は 2 つの解の間にあり,この範囲に解はない.よって,$f(0)>0$,$f(2)>0$ で $0<x<2$ に 2 つの解(重解を含む)をもつときを考える.2 次方程式 $f(x)=0$ の判別式を $D$ とすると,条件は
\[ \frac{D}{4}=a^2-2a\geqq 0,\quad 0<a<2,\quad f(0)=2a>0,\quad f(2)=4-2a>0 \]
$a^2-2a\geqq 0$ より $a\leqq 0,\ 2\leqq a$ となり,$0<a<2$ と同時には成り立たないので,この場合はない.
(i),(ii) より $a\leqq 0,\ 2\leqq a$
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