2次方程式の問題が2つあります。 問題2(1)は、2次方程式 $(2x-3)^2 = x-2$ を解く問題です。 問題2(2)は、2次方程式 $x^2 + (m-1)x + m^2 = 0$ が実数解を持つような定数 $m$ の範囲を求める問題です。

代数学二次方程式判別式解の公式複素数不等式
2025/4/29

1. 問題の内容

2次方程式の問題が2つあります。
問題2(1)は、2次方程式 (2x3)2=x2(2x-3)^2 = x-2 を解く問題です。
問題2(2)は、2次方程式 x2+(m1)x+m2=0x^2 + (m-1)x + m^2 = 0 が実数解を持つような定数 mm の範囲を求める問題です。

2. 解き方の手順

問題2(1)の解き方:
まず、与えられた方程式を展開して整理します。
(2x3)2=x2(2x-3)^2 = x-2
4x212x+9=x24x^2 - 12x + 9 = x - 2
4x213x+11=04x^2 - 13x + 11 = 0
次に、この2次方程式を解の公式を用いて解きます。解の公式は x=b±b24ac2ax = \frac{-b \pm \sqrt{b^2 - 4ac}}{2a} です。ここで、a=4a = 4, b=13b = -13, c=11c = 11 なので、
x=13±(13)24(4)(11)2(4)x = \frac{13 \pm \sqrt{(-13)^2 - 4(4)(11)}}{2(4)}
x=13±1691768x = \frac{13 \pm \sqrt{169 - 176}}{8}
x=13±78x = \frac{13 \pm \sqrt{-7}}{8}
x=13±i78x = \frac{13 \pm i\sqrt{7}}{8}
問題2(2)の解き方:
2次方程式が実数解を持つためには、判別式 D=b24acD = b^2 - 4ac が0以上である必要があります。与えられた2次方程式は x2+(m1)x+m2=0x^2 + (m-1)x + m^2 = 0 なので、a=1a = 1, b=m1b = m-1, c=m2c = m^2 です。
したがって、
D=(m1)24(1)(m2)0D = (m-1)^2 - 4(1)(m^2) \geq 0
m22m+14m20m^2 - 2m + 1 - 4m^2 \geq 0
3m22m+10-3m^2 - 2m + 1 \geq 0
3m2+2m103m^2 + 2m - 1 \leq 0
(3m1)(m+1)0(3m - 1)(m + 1) \leq 0
この不等式を解くと、1m13-1 \leq m \leq \frac{1}{3}

3. 最終的な答え

問題2(1): x=13±i78x = \frac{13 \pm i\sqrt{7}}{8}
問題2(2): 1m13-1 \leq m \leq \frac{1}{3}

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