3次関数 $y = 3x^3 - ax^2 + (a-2)x - 4$ が極値を持つような $a$ の範囲を求める問題です。

解析学微分3次関数極値判別式
2025/4/23

1. 問題の内容

3次関数 y=3x3ax2+(a2)x4y = 3x^3 - ax^2 + (a-2)x - 4 が極値を持つような aa の範囲を求める問題です。

2. 解き方の手順

3次関数が極値を持つための条件は、導関数 yy' が異なる2つの実数解を持つことです。
まず、yyxx で微分します。
y=9x22ax+(a2)y' = 9x^2 - 2ax + (a-2)
次に、y=0y' = 0 となる xx の値を求めます。これは2次方程式なので、判別式を DD とすると、D>0D > 0 であれば異なる2つの実数解を持つことになります。
D=(2a)249(a2)=4a236a+72D = (-2a)^2 - 4 \cdot 9 \cdot (a-2) = 4a^2 - 36a + 72
D>0D > 0 となる aa の範囲を求めます。
4a236a+72>04a^2 - 36a + 72 > 0
a29a+18>0a^2 - 9a + 18 > 0
(a3)(a6)>0(a - 3)(a - 6) > 0
したがって、a<3a < 3 または 6<a6 < a となります。

3. 最終的な答え

a<3a < 3 または 6<a6 < a

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