2次不等式 $ax^2 + 5x + b > 0$ の解が $2 < x < 3$ となるように、定数 $a$ と $b$ の値を求める問題です。

代数学二次不等式解の範囲解と係数の関係
2025/5/14

1. 問題の内容

2次不等式 ax2+5x+b>0ax^2 + 5x + b > 0 の解が 2<x<32 < x < 3 となるように、定数 aabb の値を求める問題です。

2. 解き方の手順

まず、2<x<32 < x < 3 が解となる2次不等式を考えます。これは、(x2)(x3)<0(x-2)(x-3) < 0 という不等式と同値です。展開すると、x25x+6<0x^2 - 5x + 6 < 0 となります。
与えられた不等式 ax2+5x+b>0ax^2 + 5x + b > 0 と比較するため、x25x+6<0x^2 - 5x + 6 < 0a-a を掛けて不等号の向きを反転させます。 ax2+5ax6a>0-ax^2 + 5ax - 6a > 0 となります。
ax2+5x+b>0ax^2 + 5x + b > 0ax2+5ax6a>0-ax^2 + 5ax - 6a > 0 の係数を比較します。
xxの係数について,5=5a5 = 5a
定数項について,b=6ab = -6a
5=5a5 = 5a より、a=1a = 1となりますが、ax2+5x+b>0ax^2 + 5x + b > 0の解が2<x<32 < x < 3 となるには、a<0a < 0 でなければなりません。
よって、ax2+5x+b>0ax^2+5x+b>0aa で割ると x2+5ax+ba<0x^2 + \frac{5}{a}x + \frac{b}{a} < 0 となります。
解が 2<x<32 < x < 3 であることから、解と係数の関係より、2つの解の和は 2+3=5=5a2+3 = 5 = -\frac{5}{a}、2つの解の積は 23=6=ba2 \cdot 3 = 6 = \frac{b}{a}となります。
5=5a5 = -\frac{5}{a}より、a=1a = -1
6=ba6 = \frac{b}{a}より、b=6a=6(1)=6b = 6a = 6(-1) = -6

3. 最終的な答え

a=1a = -1
b=6b = -6

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