2次不等式 $x^2 + ax + b > 0$ の解が $2 < x < 3$ となるように、定数 $a, b$ の値を定めよ。

代数学二次不等式二次方程式解と係数の関係因数分解
2025/5/22

1. 問題の内容

2次不等式 x2+ax+b>0x^2 + ax + b > 0 の解が 2<x<32 < x < 3 となるように、定数 a,ba, b の値を定めよ。

2. 解き方の手順

2次不等式 x2+ax+b>0x^2 + ax + b > 0 の解が 2<x<32 < x < 3 となるということは、2次方程式 x2+ax+b=0x^2 + ax + b = 0 の解が x=2x=2x=3x=3 であることを意味します。
したがって、x2+ax+b=(x2)(x3)x^2 + ax + b = (x-2)(x-3) となります。
これを展開すると、x2+ax+b=x25x+6x^2 + ax + b = x^2 - 5x + 6 となります。
この式から、a=5a = -5 および b=6b = 6 であることがわかります。
ここで、不等式 x25x+6>0x^2 - 5x + 6 > 0 を解いて確認します。
(x2)(x3)>0(x-2)(x-3) > 0 となるので、x<2x < 2 または x>3x > 3 となります。
問題文では2<x<32 < x < 3とありますが、これは不等号の向きが逆になっています。よって、x2+ax+b<0x^2 + ax + b < 0 の解が 2<x<32 < x < 3 となるように考える必要があります。
x2+ax+b<0x^2+ax+b<0の解が2<x<32<x<3なので、x2+ax+b=(x2)(x3)=x25x+6x^2+ax+b = (x-2)(x-3) = x^2-5x+6
したがって、a=5a=-5, b=6b=6とすると、x25x+6<0x^2-5x+6<0となり、解は2<x<32<x<3となる。
問題の不等式はx2+ax+b>0x^2+ax+b>0なので、x2+ax+b=(x2)(x3)=x2+5x6x^2+ax+b = -(x-2)(x-3)=-x^2+5x-6
x2+ax+b=0x^2+ax+b = 0の解が2,32,3なので、解と係数の関係より
2+3=a2+3 = -a よって a=5a=-5
23=b2*3 = b よって b=6b=6
x25x+6<0x^2 -5x +6 < 0

3. 最終的な答え

a=5a = -5, b=6b = 6

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