$y = -x^2 + (4m - 3)x + 8m - 3$ のグラフが、$x$軸の負の部分で異なる2点で交わるための $m$ の範囲を求める問題です。

代数学二次関数グラフ判別式不等式
2025/6/26

1. 問題の内容

y=x2+(4m3)x+8m3y = -x^2 + (4m - 3)x + 8m - 3 のグラフが、xx軸の負の部分で異なる2点で交わるための mm の範囲を求める問題です。

2. 解き方の手順

グラフがxx軸の負の部分で異なる2点で交わるための条件は、以下の3つです。
(1) グラフは上に凸である(これはすでに満たされています)。
(2) xx軸との交点を持つこと(判別式D>0D > 0)。
(3) 2つの交点がともに負であること。これは、軸が負で、yy切片が負であることから確認できます。
(2)について、判別式DD
D=(4m3)24(1)(8m3)D = (4m - 3)^2 - 4(-1)(8m - 3)
=16m224m+9+32m12= 16m^2 - 24m + 9 + 32m - 12
=16m2+8m3>0= 16m^2 + 8m - 3 > 0
(4m+3)(4m1)>0(4m + 3)(4m - 1) > 0
よって、m<34,14<mm < -\frac{3}{4}, \frac{1}{4} < m
(3)について、軸は x=4m32x = \frac{4m - 3}{2} で、yy切片は 8m38m - 3 です。
軸が負である条件は
4m32<0\frac{4m - 3}{2} < 0
4m3<04m - 3 < 0
m<34m < \frac{3}{4}
yy切片が負である条件は
8m3<08m - 3 < 0
8m<38m < 3
m<38m < \frac{3}{8}
以上の3つの条件を満たす mm の範囲を求めます。
m<34,14<mm < -\frac{3}{4}, \frac{1}{4} < mm<34m < \frac{3}{4}m<38m < \frac{3}{8} を同時に満たす範囲を考えると、
m<34,14<m<38m < -\frac{3}{4}, \frac{1}{4} < m < \frac{3}{8}

3. 最終的な答え

m<34,14<m<38m < -\frac{3}{4}, \frac{1}{4} < m < \frac{3}{8}

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