2次不等式 $x^2 + (4k-1)x + \frac{3}{2}k - \frac{1}{2} > 0$ がすべての実数 $x$ について成り立つような、実数 $k$ の範囲を求める問題です。

代数学二次不等式判別式不等式の解法因数分解
2025/4/2

1. 問題の内容

2次不等式 x2+(4k1)x+32k12>0x^2 + (4k-1)x + \frac{3}{2}k - \frac{1}{2} > 0 がすべての実数 xx について成り立つような、実数 kk の範囲を求める問題です。

2. 解き方の手順

2次不等式 ax2+bx+c>0ax^2+bx+c>0 がすべての実数 xx について成り立つためには、a>0a>0 かつ判別式 D=b24ac<0D = b^2 - 4ac < 0 が必要です。
この問題では、a=1>0a = 1 > 0 なので、判別式 DD について考えます。
D=(4k1)24(1)(32k12)<0D = (4k-1)^2 - 4(1)(\frac{3}{2}k - \frac{1}{2}) < 0
これを展開して整理します。
D=16k28k+16k+2<0D = 16k^2 - 8k + 1 - 6k + 2 < 0
16k214k+3<016k^2 - 14k + 3 < 0
この不等式を解きます。左辺を因数分解すると、
(2k1)(8k3)<0(2k-1)(8k-3) < 0
よって、kk の範囲は 12<k<38\frac{1}{2} < k < \frac{3}{8} となります。
これは 38>k>12\frac{3}{8} > k > \frac{1}{2} と書き換えることができます。
選択肢の中から該当するものを選択します。

3. 最終的な答え

9: 1/2
10: 3/8

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