3次方程式 $2x^3 - 3x^2 - 12x - a = 0$ が異なる3つの実数解を持つような $a$ の値の範囲を求める問題です。

代数学三次方程式微分極値グラフ
2025/7/28

1. 問題の内容

3次方程式 2x33x212xa=02x^3 - 3x^2 - 12x - a = 0 が異なる3つの実数解を持つような aa の値の範囲を求める問題です。

2. 解き方の手順

与えられた方程式を f(x)=2x33x212xf(x) = 2x^3 - 3x^2 - 12xg(x)=ag(x) = a に分割します。
y=f(x)y = f(x) のグラフと y=ay = a のグラフが異なる3点で交わるような aa の範囲を求めます。
まず、f(x)f(x) の極値を求めます。
f(x)=6x26x12f'(x) = 6x^2 - 6x - 12
f(x)=0f'(x) = 0 となる xx を求めます。
6x26x12=06x^2 - 6x - 12 = 0
x2x2=0x^2 - x - 2 = 0
(x2)(x+1)=0(x - 2)(x + 1) = 0
x=2,1x = 2, -1
x=2x = 2 のとき、f(2)=2(2)33(2)212(2)=161224=20f(2) = 2(2)^3 - 3(2)^2 - 12(2) = 16 - 12 - 24 = -20
x=1x = -1 のとき、f(1)=2(1)33(1)212(1)=23+12=7f(-1) = 2(-1)^3 - 3(-1)^2 - 12(-1) = -2 - 3 + 12 = 7
y=f(x)y = f(x) のグラフは、x=1x = -1 で極大値 77 をとり、x=2x = 2 で極小値 20-20 をとります。
したがって、y=f(x)y = f(x) のグラフと y=ay = a のグラフが異なる3点で交わるためには、aa の値は極大値と極小値の間にある必要があります。
20<a<7-20 < a < 7

3. 最終的な答え

20<a<7-20 < a < 7

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