不等式 $x^2 - 2x + m \geq 0$ が、指定された範囲 $-2 \leq x \leq 0$ で常に成り立つような定数 $m$ の値の範囲を求める問題です。

代数学二次不等式二次関数不等式最大値と最小値
2025/7/16

1. 問題の内容

不等式 x22x+m0x^2 - 2x + m \geq 0 が、指定された範囲 2x0-2 \leq x \leq 0 で常に成り立つような定数 mm の値の範囲を求める問題です。

2. 解き方の手順

まず、f(x)=x22x+mf(x) = x^2 - 2x + m とおきます。この関数は下に凸な二次関数なので、指定された範囲 2x0-2 \leq x \leq 0 で常に f(x)0f(x) \geq 0 となる条件を考えます。
二次関数 f(x)f(x) の軸は x=1x = 1 であり、指定された範囲 2x0-2 \leq x \leq 0 の外にあります。したがって、この範囲における f(x)f(x) の最小値は x=2x=-2 または x=0x=0 でとります。
f(2)=(2)22(2)+m=4+4+m=8+mf(-2) = (-2)^2 - 2(-2) + m = 4 + 4 + m = 8 + m
f(0)=(0)22(0)+m=mf(0) = (0)^2 - 2(0) + m = m
範囲 2x0-2 \leq x \leq 0 で常に f(x)0f(x) \geq 0 となるためには、f(2)0f(-2) \geq 0 かつ f(0)0f(0) \geq 0 である必要があります。
8+m08 + m \geq 0 より、m8m \geq -8
m0m \geq 0
両方を満たす必要があるので、m0m \geq 0 となります。

3. 最終的な答え

m0m \geq 0

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