2次関数 $y = (a+2)x^2 + 2ax + 4$ のグラフが、$y = 3$ より上側にあるように、定数 $a$ の値の範囲を定める問題です。つまり、$y = (a+2)x^2 + 2ax + 4 > 3$ がすべての $x$ で成り立つような $a$ の範囲を求めます。

代数学二次関数不等式判別式二次不等式グラフ
2025/8/12

1. 問題の内容

2次関数 y=(a+2)x2+2ax+4y = (a+2)x^2 + 2ax + 4 のグラフが、y=3y = 3 より上側にあるように、定数 aa の値の範囲を定める問題です。つまり、y=(a+2)x2+2ax+4>3y = (a+2)x^2 + 2ax + 4 > 3 がすべての xx で成り立つような aa の範囲を求めます。

2. 解き方の手順

まず、y>3y > 3 という条件を式にすると、
(a+2)x2+2ax+4>3(a+2)x^2 + 2ax + 4 > 3
(a+2)x2+2ax+1>0(a+2)x^2 + 2ax + 1 > 0
となります。
この不等式がすべての実数 xx で成立するためには、以下の2つの条件が必要です。
(1) x2x^2 の係数が正であること:
a+2>0a+2 > 0
a>2a > -2
(2) 判別式 DD が負であること:
D=(2a)24(a+2)(1)<0D = (2a)^2 - 4(a+2)(1) < 0
4a24(a+2)<04a^2 - 4(a+2) < 0
a2(a+2)<0a^2 - (a+2) < 0
a2a2<0a^2 - a - 2 < 0
(a2)(a+1)<0(a-2)(a+1) < 0
1<a<2-1 < a < 2
(1)と(2)の条件を同時に満たす aa の範囲を求めます。
a>2a > -2 かつ 1<a<2-1 < a < 2
よって、1<a<2-1 < a < 2

3. 最終的な答え

1<a<2-1 < a < 2

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