2次不等式 $x^2 - 2x - 4 < 0$ を満たす整数 $x$ をすべて求める問題です。

代数学二次不等式解の公式平方根不等式の解
2025/5/14

1. 問題の内容

2次不等式 x22x4<0x^2 - 2x - 4 < 0 を満たす整数 xx をすべて求める問題です。

2. 解き方の手順

まず、2次不等式を解くために、2次方程式 x22x4=0x^2 - 2x - 4 = 0 の解を求めます。解の公式を用いると、
x=(2)±(2)24(1)(4)2(1)x = \frac{-(-2) \pm \sqrt{(-2)^2 - 4(1)(-4)}}{2(1)}
x=2±4+162x = \frac{2 \pm \sqrt{4 + 16}}{2}
x=2±202x = \frac{2 \pm \sqrt{20}}{2}
x=2±252x = \frac{2 \pm 2\sqrt{5}}{2}
x=1±5x = 1 \pm \sqrt{5}
したがって、x=15x = 1 - \sqrt{5}x=1+5x = 1 + \sqrt{5} が2次方程式の解です。
不等式 x22x4<0x^2 - 2x - 4 < 0 は、放物線 y=x22x4y = x^2 - 2x - 4y<0y < 0 となる xx の範囲を意味します。
これは、2つの解 151 - \sqrt{5}1+51 + \sqrt{5} の間の範囲です。
つまり、15<x<1+51 - \sqrt{5} < x < 1 + \sqrt{5}
ここで、5\sqrt{5} の近似値を求めます。4=2\sqrt{4} = 2 であり、9=3\sqrt{9} = 3 なので、5\sqrt{5} は2と3の間の数です。52.236\sqrt{5} \approx 2.236 とすると、
1512.236=1.2361 - \sqrt{5} \approx 1 - 2.236 = -1.236
1+51+2.236=3.2361 + \sqrt{5} \approx 1 + 2.236 = 3.236
したがって、1.236<x<3.236-1.236 < x < 3.236 を満たす整数 xx は、1,0,1,2,3-1, 0, 1, 2, 3 です。

3. 最終的な答え

x=1,0,1,2,3x = -1, 0, 1, 2, 3

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