関数 $y = \sqrt{-x + 6}$ の $a < x \leq 6$ における値域が $-2 < y \leq 0$ となるような定数 $a$ の値を求める問題です。

代数学関数値域平方根不等式
2025/7/31

1. 問題の内容

関数 y=x+6y = \sqrt{-x + 6}a<x6a < x \leq 6 における値域が 2<y0-2 < y \leq 0 となるような定数 aa の値を求める問題です。

2. 解き方の手順

まず、関数 y=x+6y = \sqrt{-x + 6} について考えます。
この関数は xx が大きくなるほど yy の値は小さくなります。
定義域は x+60-x + 6 \geq 0 より、x6x \leq 6 です。
問題文より、a<x6a < x \leq 6 の範囲で 2<y0-2 < y \leq 0 となる必要があります。
x=6x = 6 のとき、y=6+6=0y = \sqrt{-6 + 6} = 0 です。
x=ax = a のとき、yy2-2 に近い値をとります。
よって、a+6\sqrt{-a + 6}2-2 より少し大きい値となる必要があります。
しかし、y=x+6y = \sqrt{-x+6}は常に正の値または0なので、2<y-2 < y という条件は常に満たされます。
x=ax=a のとき、a+6\sqrt{-a+6}yyの値域の下限を決める役割をします。しかし、指定された値域が 2<y0-2 < y \le 0 である一方で、y=x+6y=\sqrt{-x+6} は非負なので、y0y \ge 0となります。そのため、問題文は 2<y0-2 < y \le 0ではなく、0y<20 \le y < 2 と解釈します。
この場合、a+6=2\sqrt{-a + 6} = 2 となる aa を求めます。
a+6=2\sqrt{-a + 6} = 2 の両辺を2乗すると、
a+6=4-a + 6 = 4
a=2-a = -2
a=2a = 2
a=2a = 2 のとき、2<x62 < x \leq 6 となり、この範囲での yy の値域は 0y<20 \leq y < 2 となります。
したがって、元の問題文が間違っており、2<y0-2<y\leq 0ではなく、0y<20\leq y<2の場合、a=2a=2が解となります。
しかし、問題文をそのまま解釈すると、x+6\sqrt{-x+6}は常に0以上の値しか取らないため、2<y0-2 < y \leq 0を満たすことはできません。
そのため、aaの値は存在しません。
問題文の条件を満たすaは存在しないと考えられます。

3. 最終的な答え

条件を満たす aa は存在しない。
あるいは、問題文が 0y<20 \leq y < 2 であれば、a=2a=2

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