与えられた2次関数(ただし、具体的な関数は不明)のグラフが $x$ 軸に接するとき、定数 $m$ の値を求め、そのときの接点の座標を求める問題です。2次関数が不明なため、一般的な解法を提示します。2次関数を $y = f(x)$ とおき、$f(x)$ が $x$ に関する式で、$m$ がその式に含まれる定数であるとします。

代数学二次関数判別式二次方程式グラフ接点因数分解
2025/6/29

1. 問題の内容

与えられた2次関数(ただし、具体的な関数は不明)のグラフが xx 軸に接するとき、定数 mm の値を求め、そのときの接点の座標を求める問題です。2次関数が不明なため、一般的な解法を提示します。2次関数を y=f(x)y = f(x) とおき、f(x)f(x)xx に関する式で、mm がその式に含まれる定数であるとします。

2. 解き方の手順

2次関数のグラフが xx 軸に接するということは、2次方程式 f(x)=0f(x) = 0 が重解を持つということです。つまり、判別式 DDD=0D = 0 となる条件を利用します。
* 2次関数 y=f(x)y = f(x)f(x)=ax2+bx+cf(x) = ax^2 + bx + c の形で与えられている場合(aa は0でない定数)、2次方程式 ax2+bx+c=0ax^2 + bx + c = 0 の判別式 DD は、
D=b24acD = b^2 - 4ac
です。
* xx 軸に接するためには、D=0D = 0 となる必要があります。つまり、
b24ac=0b^2 - 4ac = 0
この式から定数 mm の値を求めます。
* mm の値を求めたら、2次方程式 f(x)=0f(x) = 0 の解を求めます。xx 軸に接する場合、解は重解となり、その値が接点の xx 座標になります。xx 座標を求めたら、f(x)f(x) に代入して yy 座標を求めますが、xx 軸との接点なので、yy 座標は 0 です。
* 具体的に、mm が含まれる2次関数が、y=x22mx+m+2y = x^2 - 2mx + m + 2 だったと仮定します。このとき、xx 軸に接するということは、x22mx+m+2=0x^2 - 2mx + m + 2 = 0 の判別式が 0 になるということです。
D=(2m)24(1)(m+2)=4m24m8=0D = (-2m)^2 - 4(1)(m+2) = 4m^2 - 4m - 8 = 0
両辺を4で割って整理すると、
m2m2=0m^2 - m - 2 = 0
因数分解すると、
(m2)(m+1)=0(m-2)(m+1) = 0
したがって、m=2m = 2 または m=1m = -1
* m=2m = 2 のとき、2次方程式は x24x+4=0x^2 - 4x + 4 = 0 となり、(x2)2=0(x-2)^2 = 0。したがって、x=2x = 2 (重解)。接点の座標は (2,0)(2, 0)
* m=1m = -1 のとき、2次方程式は x2+2x+1=0x^2 + 2x + 1 = 0 となり、(x+1)2=0(x+1)^2 = 0。したがって、x=1x = -1 (重解)。接点の座標は (1,0)(-1, 0)

3. 最終的な答え

2次関数が具体的に与えられていないため、一般的な手順と仮定の2次関数 y=x22mx+m+2y = x^2 - 2mx + m + 2 に対する解法を示しました。
この例の場合:
m=2m = 2 のとき、接点の座標は (2,0)(2, 0)
m=1m = -1 のとき、接点の座標は (1,0)(-1, 0)
与えられた2次関数に対して、上記の手順で mm の値と接点の座標を求めてください。

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