2つの2次方程式 $x^2-(5-a)x+(a-1)^2=0$ と $x^2+(a-4)x-3+a^2=0$ の少なくとも一方が実数解を持つような $a$ の値の範囲を求める問題です。

代数学二次方程式判別式不等式実数解
2025/8/1

1. 問題の内容

2つの2次方程式 x2(5a)x+(a1)2=0x^2-(5-a)x+(a-1)^2=0x2+(a4)x3+a2=0x^2+(a-4)x-3+a^2=0 の少なくとも一方が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

まず、それぞれの2次方程式が実数解を持つための条件を判別式を用いて考えます。
(1) x2(5a)x+(a1)2=0x^2-(5-a)x+(a-1)^2=0 が実数解を持つ条件
判別式 D1=(5a)24(a1)20D_1 = (5-a)^2 - 4(a-1)^2 \ge 0
展開して整理すると、
2510a+a24(a22a+1)025 - 10a + a^2 - 4(a^2 - 2a + 1) \ge 0
2510a+a24a2+8a4025 - 10a + a^2 - 4a^2 + 8a - 4 \ge 0
3a22a+210-3a^2 - 2a + 21 \ge 0
3a2+2a2103a^2 + 2a - 21 \le 0
(3a7)(a+3)0(3a - 7)(a + 3) \le 0
3a73-3 \le a \le \frac{7}{3}
(2) x2+(a4)x3+a2=0x^2+(a-4)x-3+a^2=0 が実数解を持つ条件
判別式 D2=(a4)24(a23)0D_2 = (a-4)^2 - 4(a^2-3) \ge 0
展開して整理すると、
a28a+164a2+120a^2 - 8a + 16 - 4a^2 + 12 \ge 0
3a28a+280-3a^2 - 8a + 28 \ge 0
3a2+8a2803a^2 + 8a - 28 \le 0
(3a+14)(a2)0(3a + 14)(a - 2) \le 0
143a2-\frac{14}{3} \le a \le 2
少なくとも一方が実数解を持つ条件は、(1)または(2)を満たすことです。
数直線上にそれぞれの範囲を表すと、
(1) 3a73-3 \le a \le \frac{7}{3}
(2) 143a2-\frac{14}{3} \le a \le 2
したがって、aa の範囲は 143a73-\frac{14}{3} \le a \le \frac{7}{3} となります。

3. 最終的な答え

143a73-\frac{14}{3} \le a \le \frac{7}{3}
サシスセ = -14/3
ソ/タ = 7/3

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