問題は、与えられた4つの2次関数 $y = x^2 - x - 6$, $y = -x^2 + 3x - 1$, $y = 2x^2 + 4x + 2$, $y = 2x^2 - 5x - 3$ について、それぞれのグラフとx軸との共有点の座標を求め、さらに、x軸に接するものがどれかを判別することです。

代数学二次関数二次方程式判別式グラフ
2025/7/21

1. 問題の内容

問題は、与えられた4つの2次関数 y=x2x6y = x^2 - x - 6, y=x2+3x1y = -x^2 + 3x - 1, y=2x2+4x+2y = 2x^2 + 4x + 2, y=2x25x3y = 2x^2 - 5x - 3 について、それぞれのグラフとx軸との共有点の座標を求め、さらに、x軸に接するものがどれかを判別することです。

2. 解き方の手順

各2次関数について、y=0y=0 とおいた2次方程式を解きます。
2次方程式 ax2+bx+c=0ax^2 + bx + c = 0 の解は、判別式 D=b24acD = b^2 - 4ac を用いて以下のように求められます。
* D>0D > 0 のとき:異なる2つの実数解を持ち、x軸と2つの共有点を持ちます。
* D=0D = 0 のとき:重解を持ち、x軸と1つの共有点(接点)を持ちます。
* D<0D < 0 のとき:実数解を持たず、x軸と共有点を持ちません。
各関数の判別式を計算し、解の個数と座標を求めます。
(1) y=x2x6y = x^2 - x - 6 のとき、x2x6=0x^2 - x - 6 = 0 を解きます。
D=(1)24(1)(6)=1+24=25>0D = (-1)^2 - 4(1)(-6) = 1 + 24 = 25 > 0
(x3)(x+2)=0(x-3)(x+2) = 0 より、x=3,2x = 3, -2
共有点の座標は (3,0)(3, 0)(2,0)(-2, 0)
(2) y=x2+3x1y = -x^2 + 3x - 1 のとき、x2+3x1=0-x^2 + 3x - 1 = 0 を解きます。
x23x+1=0x^2 - 3x + 1 = 0
D=(3)24(1)(1)=94=5>0D = (-3)^2 - 4(1)(1) = 9 - 4 = 5 > 0
解の公式より、x=3±52x = \frac{3 \pm \sqrt{5}}{2}
共有点の座標は (3+52,0)(\frac{3 + \sqrt{5}}{2}, 0)(352,0)(\frac{3 - \sqrt{5}}{2}, 0)
(3) y=2x2+4x+2y = 2x^2 + 4x + 2 のとき、2x2+4x+2=02x^2 + 4x + 2 = 0 を解きます。
x2+2x+1=0x^2 + 2x + 1 = 0
(x+1)2=0(x+1)^2 = 0 より、x=1x = -1
重解なので、x軸に接します。共有点の座標は (1,0)(-1, 0)
(4) y=2x25x3y = 2x^2 - 5x - 3 のとき、2x25x3=02x^2 - 5x - 3 = 0 を解きます。
(2x+1)(x3)=0(2x+1)(x-3) = 0 より、x=3,12x = 3, -\frac{1}{2}
共有点の座標は (3,0)(3, 0)(12,0)(-\frac{1}{2}, 0)
x軸に接するのは(3)のみです。

3. 最終的な答え

(1) 共有点の座標:(3, 0), (-2, 0)
(2) 共有点の座標:(3+52,0)(\frac{3 + \sqrt{5}}{2}, 0), (352,0)(\frac{3 - \sqrt{5}}{2}, 0)
(3) 共有点の座標:(-1, 0) x軸に接する
(4) 共有点の座標:(3, 0), (-1/2, 0)
x軸に接するものは(3)。

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