放物線 $y = x^2 + 3x - a$ と直線 $y = -2x + 1$ が共有点を持たないような定数 $a$ の値の範囲を求める問題です。

代数学二次関数判別式共有点不等式
2025/4/12

1. 問題の内容

放物線 y=x2+3xay = x^2 + 3x - a と直線 y=2x+1y = -2x + 1 が共有点を持たないような定数 aa の値の範囲を求める問題です。

2. 解き方の手順

2つのグラフが共有点を持たないということは、連立方程式
y=x2+3xay = x^2 + 3x - a
y=2x+1y = -2x + 1
の実数解が存在しないということです。
連立方程式を解くために、yy を消去します。
x2+3xa=2x+1x^2 + 3x - a = -2x + 1
これを整理すると、
x2+5xa1=0x^2 + 5x - a - 1 = 0
となります。
この2次方程式が実数解を持たない条件は、判別式 DD が負であることです。判別式 DD は、
D=b24acD = b^2 - 4ac
で与えられます。ここで、a=1a=1, b=5b=5, c=a1c=-a-1 なので、
D=524(1)(a1)=25+4a+4=4a+29D = 5^2 - 4(1)(-a - 1) = 25 + 4a + 4 = 4a + 29
D<0D < 0 となるためには、
4a+29<04a + 29 < 0
4a<294a < -29
a<294a < -\frac{29}{4}

3. 最終的な答え

a<294a < -\frac{29}{4}