2次関数 $y = x^2 - mx + m + 3$ の実数解の個数を、$m$ の範囲から調べる問題です。言い換えると、2次方程式 $x^2 - mx + m + 3 = 0$ が何個の実数解を持つか、$m$ の値によって場合分けして答える問題です。

代数学二次関数二次方程式判別式実数解場合分け
2025/8/1

1. 問題の内容

2次関数 y=x2mx+m+3y = x^2 - mx + m + 3 の実数解の個数を、mm の範囲から調べる問題です。言い換えると、2次方程式 x2mx+m+3=0x^2 - mx + m + 3 = 0 が何個の実数解を持つか、mm の値によって場合分けして答える問題です。

2. 解き方の手順

2次方程式 ax2+bx+c=0ax^2 + bx + c = 0 の実数解の個数は、判別式 D=b24acD = b^2 - 4ac の符号によって決まります。
* D>0D > 0 のとき、異なる2つの実数解を持つ。
* D=0D = 0 のとき、重解(1つの実数解)を持つ。
* D<0D < 0 のとき、実数解を持たない。
与えられた2次方程式 x2mx+m+3=0x^2 - mx + m + 3 = 0 の判別式 DD を計算します。
a=1a = 1, b=mb = -m, c=m+3c = m + 3 であるから、
D=(m)241(m+3)D = (-m)^2 - 4 \cdot 1 \cdot (m + 3)
D=m24m12D = m^2 - 4m - 12
DD の符号を調べるために、D=0D = 0 となる mm の値を求めます。
m24m12=0m^2 - 4m - 12 = 0
(m6)(m+2)=0(m - 6)(m + 2) = 0
m=6,2m = 6, -2
したがって、DD の符号は以下のようになります。
* m<2m < -2 のとき、D>0D > 0
* m=2m = -2 のとき、D=0D = 0
* 2<m<6-2 < m < 6 のとき、D<0D < 0
* m=6m = 6 のとき、D=0D = 0
* m>6m > 6 のとき、D>0D > 0
これらの結果から、2次方程式の実数解の個数は以下のようになります。
* m<2m < -2 または m>6m > 6 のとき、異なる2つの実数解を持つ。
* m=2m = -2 または m=6m = 6 のとき、1つの実数解(重解)を持つ。
* 2<m<6-2 < m < 6 のとき、実数解を持たない。

3. 最終的な答え

* m<2m < -2 または m>6m > 6 のとき、2個
* m=2m = -2 または m=6m = 6 のとき、1個
* 2<m<6-2 < m < 6 のとき、0個

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