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

代数学二次不等式解の範囲判別式
2025/5/21

1. 問題の内容

2次不等式 x2+5x+b>0x^2+5x+b>0 の解が 2<x<32<x<3 となるように、定数 aa, bb の値を定める問題です。

2. 解き方の手順

与えられた不等式 x2+5x+b>0x^2+5x+b>0 の解が 2<x<32<x<3 となるためには、まず不等号の向きを考慮する必要があります。2<x<32<x<3 は、x2>0x-2>0 かつ x3<0x-3<0 または x2<0x-2<0 かつ x3>0x-3>0 に相当します。
不等式の解の形から、x2+5x+b>0x^2+5x+b>0 ではなく、x2+5x+b<0x^2+5x+b<0の解が 2<x<32<x<3 となるように考えた方が良さそうです。
そこで、x2+ax+b<0x^2+ax+b<0 の解が 2<x<32<x<3 となるような aa, bb を求めることにします。
x2+ax+b<0x^2+ax+b<0 の解が 2<x<32<x<3 であるということは、x2+ax+b=0x^2+ax+b=0 の2つの解が x=2x=2x=3x=3 であるということです。
したがって、x2+ax+b=(x2)(x3)x^2+ax+b = (x-2)(x-3) となります。
(x2)(x3)=x25x+6(x-2)(x-3) = x^2 - 5x + 6
したがって、x25x+6=x2+ax+bx^2 - 5x + 6 = x^2 + ax + b であるから、a=5a=-5, b=6b=6となります。
しかし、元の問題は、x2+5x+b>0x^2+5x+b>0の解が 2<x<32<x<3 となるように、aa,bbを定める問題でした。
2<x<32<x<3 は解としては誤りなので、解はx<2,3<xx<2, 3<xとなります。
このとき、x2+5x+b=(x2)(x3)=x25x+6x^2+5x+b = (x-2)(x-3) = x^2 -5x +6 は正しくありません。
x2+ax+b<0x^2+ax+b < 0 の解が 2<x<32<x<3 となるためには、x2+ax+b=(x2)(x3)x^2 + ax + b = (x-2)(x-3) であれば良いので、x25x+6<0x^2 - 5x + 6 < 0 の解が 2<x<32<x<3 となります。
よって、x2+5x+b>0x^2 + 5x + b > 0 は、不等号の向きが逆転し、x2+5x+b<0x^2 + 5x + b < 0 ではなく、x2+5x+b>0x^2+5x+b>0 であるため、x2+5x+b>0x^2+5x+b>0 の解が x<2,3<xx<2, 3<x となる bb を求める必要があります。
2次不等式 x2+5x+b>0x^2+5x+b>0 の解が x<2,x>3x<2, x>3 となるためには、x2+5x+b=0x^2+5x+b=0 の2つの解が x=2,3x=2, 3 でなければなりません。
解と係数の関係より、2+3=52+3 = -5 (これは x2+5x+b=0x^2+5x+b=0 と矛盾します。解と係数の関係から和は 5-5 となるはずだから。)
2次不等式 x2+ax+b>0x^2+ax+b > 0 の解が x<2,x>3x<2, x>3 であるとき、 a=(2+3)=5a = -(2+3) = -5 であり、 b=23=6b=2*3 = 6です。
x25x+6>0x^2-5x+6 > 0 の解は x<2,x>3x<2, x>3 となります。
しかし、今回の問題は x2+5x+b>0x^2+5x+b>0 ですので、x2+5x+b>0x^2+5x+b > 0 の解が x<2,x>3x<2, x>3 となるように、bb を定める必要があります。
2次不等式 x2+5x+b>0x^2+5x+b > 0x<2,x>3x<2, x>3 を解に持つ場合、x2+5x+b=0x^2+5x+b = 0 の解は 2,32, 3 ではありません。
x2+5x+b=(x2)(x3)=x25x+6x^2+5x+b = (x-2)(x-3) = x^2 -5x + 6 ではありません。
不等式 x2+5x+b>0x^2+5x+b>0 の解が x<2,3<xx<2, 3<x になるということは、x2+5x+b=0x^2+5x+b = 0 の解が x=2x=2 および x=3x=3 にならないということです。
誤りがありました。
解は x<2x<2 または x>3x>3 なので、x2+5x+b=0x^2+5x+b=0の解は存在しません。
したがって、判別式 D=524b<0D = 5^2 - 4b < 0 である必要があります。
254b<025 - 4b < 0
4b>254b > 25
b>254b > \frac{25}{4}

3. 最終的な答え

解なし

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