1. 問題の内容
の方程式 が異なる3つの実数解をもつような の値の範囲を求める問題です。
2. 解き方の手順
とおくと、与えられた方程式は と書き換えられます。この方程式が異なる3つの実数解を持つための条件は、関数 のグラフと直線 が異なる3つの点で交わることです。そのため、 の極値を求め、グラフの概形を描く必要があります。
まず、 を微分します。
となる を求めます。
より、
次に、 と における の値を計算します。
したがって、 は で極大値 を、 で極小値 をとります。
が異なる3つの実数解を持つためには、 の極大値と極小値の間に が存在する必要があります。つまり、 となります。
3. 最終的な答え
選択肢1が正解です。