与えられた3次方程式 $ -2x^3 + 6x - 3 = 0 $ の異なる実数解の個数を求める問題です。

解析学三次方程式微分極値グラフ実数解
2025/4/5

1. 問題の内容

与えられた3次方程式 2x3+6x3=0 -2x^3 + 6x - 3 = 0 の異なる実数解の個数を求める問題です。

2. 解き方の手順

この問題を解くために、関数 f(x)=2x3+6x3 f(x) = -2x^3 + 6x - 3 を考えます。この関数のグラフを描画し、x軸との交点の数を求めることで、実数解の個数を求めることができます。
まず、導関数 f(x) f'(x) を求めます。
f(x)=6x2+6 f'(x) = -6x^2 + 6
f(x)=0 f'(x) = 0 となる x x の値を求めます。
6x2+6=0 -6x^2 + 6 = 0
6x2=6 6x^2 = 6
x2=1 x^2 = 1
x=±1 x = \pm 1
次に、x=1 x = -1 x=1 x = 1 における f(x) f(x) の値を求めます。
f(1)=2(1)3+6(1)3=263=7 f(-1) = -2(-1)^3 + 6(-1) - 3 = 2 - 6 - 3 = -7
f(1)=2(1)3+6(1)3=2+63=1 f(1) = -2(1)^3 + 6(1) - 3 = -2 + 6 - 3 = 1
f(x) f'(x) の符号を調べると、
- x<1 x < -1 のとき、f(x)<0 f'(x) < 0 なので、f(x) f(x) は減少します。
- 1<x<1 -1 < x < 1 のとき、f(x)>0 f'(x) > 0 なので、f(x) f(x) は増加します。
- x>1 x > 1 のとき、f(x)<0 f'(x) < 0 なので、f(x) f(x) は減少します。
したがって、x=1 x = -1 で極小値をとり、x=1 x = 1 で極大値をとります。
極小値は f(1)=7f(-1) = -7 であり、極大値は f(1)=1f(1) = 1 です。
極大値が正、極小値が負であることから、f(x)=0f(x)=0 は異なる3つの実数解を持つことがわかります。

3. 最終的な答え

異なる実数解の個数は3個です。

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