与えられた2次不等式 $x^2 + kx + 2k - 1 > 0$ の解がすべての実数であるための、定数 $k$ の取りうる値の範囲を求める問題です。

代数学二次不等式判別式解の範囲二次関数
2025/7/17

1. 問題の内容

与えられた2次不等式 x2+kx+2k1>0x^2 + kx + 2k - 1 > 0 の解がすべての実数であるための、定数 kk の取りうる値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 の解がすべての実数であるためには、以下の2つの条件を満たす必要があります。
* a>0a > 0
* 判別式 D=b24ac<0D = b^2 - 4ac < 0
今回の問題では、x2+kx+2k1>0x^2 + kx + 2k - 1 > 0 であり、a=1a = 1, b=kb = k, c=2k1c = 2k - 1 です。
まず、a=1>0a = 1 > 0 なので、最初の条件は満たされています。
次に、判別式 DD を計算します。
D=k24(1)(2k1)=k28k+4D = k^2 - 4(1)(2k - 1) = k^2 - 8k + 4
D<0D < 0 である必要があるので、k28k+4<0k^2 - 8k + 4 < 0 を解きます。
k28k+4=0k^2 - 8k + 4 = 0 の解を求めるために、解の公式を使います。
k=(8)±(8)24(1)(4)2(1)=8±64162=8±482=8±432=4±23k = \frac{-(-8) \pm \sqrt{(-8)^2 - 4(1)(4)}}{2(1)} = \frac{8 \pm \sqrt{64 - 16}}{2} = \frac{8 \pm \sqrt{48}}{2} = \frac{8 \pm 4\sqrt{3}}{2} = 4 \pm 2\sqrt{3}
したがって、k28k+4<0k^2 - 8k + 4 < 0 を満たす kk の範囲は 423<k<4+234 - 2\sqrt{3} < k < 4 + 2\sqrt{3} となります。

3. 最終的な答え

ソ = 4234 - 2\sqrt{3}
タ = 4+234 + 2\sqrt{3}
423<k<4+234 - 2\sqrt{3} < k < 4 + 2\sqrt{3}

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