$m(a)$ を求める問題です。$m(a)$ を求めるには、$0$ が不等式 $a \le x \le a+1$ を満たすかどうかで場合分けが必要になります。具体的には、以下の3つの場合に分けて $m(a)$ の値を求めます。 * $0 < a$ のとき * $a \le 0 \le a+1$ のとき * $a+1 < 0$ のとき

代数学不等式場合分け関数の定義域
2025/8/15

1. 問題の内容

m(a)m(a) を求める問題です。m(a)m(a) を求めるには、00 が不等式 axa+1a \le x \le a+1 を満たすかどうかで場合分けが必要になります。具体的には、以下の3つの場合に分けて m(a)m(a) の値を求めます。
* 0<a0 < a のとき
* a0a+1a \le 0 \le a+1 のとき
* a+1<0a+1 < 0 のとき

2. 解き方の手順

不等式 axa+1a \le x \le a+1x=0x=0 を代入し、各場合の aa の範囲で 00 がこの不等式を満たすかどうかを考えます。
* 0<a0 < a のとき:
0<a0 < a のとき、a0a+1a \le 0 \le a+1 は成り立ちません。なぜなら、aa が正の値であるため、a0a \le 0 が成立しないからです。したがって、m(a)m(a) の値は存在しないか、または特定の問題設定に依存する可能性があります。しかし、この文脈では、不等式を満たさないと解釈するのが自然です。したがって、m(a)m(a) は存在しない、もしくは 00 ではないと考えることができます。ここでは m(a)m(a) は存在しないと解釈し、便宜上 m(a)=0m(a) = 0 とします。
* a0a+1a \le 0 \le a+1 のとき:
この不等式は、a0a \le 0 かつ 0a+10 \le a+1 を意味します。0a+10 \le a+1a1a \ge -1 と同値です。したがって、1a0-1 \le a \le 0 の範囲で、00 は不等式 axa+1a \le x \le a+1 を満たします。この場合、m(a)m(a)00 が不等式を満たすので、m(a)=1m(a) = 1 となります。
* a+1<0a+1 < 0 のとき:
a+1<0a+1 < 0a<1a < -1 と同値です。a<1a < -1 のとき、a0a+1a \le 0 \le a+1 は成り立ちません。なぜなら、a<1a < -1 ならば a+1<0a+1 < 0 となるため、0a+10 \le a+1 が成立しないからです。したがって、不等式を満たさないため、m(a)m(a) は存在しない、もしくは 00 ではないと考えることができます。ここでは m(a)m(a) は存在しないと解釈し、便宜上 m(a)=0m(a) = 0 とします。

3. 最終的な答え

* 0<a0 < a のとき:m(a)=0m(a) = 0
* a0a+1a \le 0 \le a+1 のとき:m(a)=1m(a) = 1
* a+1<0a+1 < 0 のとき:m(a)=0m(a) = 0

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