$k = 0$ のとき、方程式は $-x - 2 = 0$ となり、$x = -2$ という唯一の解を持つ。したがって、異なる実数解は1つ。

代数学二次方程式判別式解の個数場合分け
2025/5/28
## 問題の解説
(7) 実数 kk を定数とする。 xx の方程式 kx2x2=0kx^2 - x - 2 = 0 の異なる実数解の個数を、kk の値によって場合分けする。
(8) 実数 kk を定数とする。 xx の2次方程式 x26x+k+2=0x^2 - 6x + k + 2 = 0 が、1より大きい異なる解をいくつ持つか、kk の値によって場合分けする。
## 解き方の手順
### (7)

1. $k = 0$ の場合:

k=0k = 0 のとき、方程式は x2=0-x - 2 = 0 となり、x=2x = -2 という唯一の解を持つ。したがって、異なる実数解は1つ。

2. $k \ne 0$ の場合:

kx2x2=0kx^2 - x - 2 = 0 は二次方程式となる。判別式 DD を計算する。
D=(1)24(k)(2)=1+8kD = (-1)^2 - 4(k)(-2) = 1 + 8k
(a) D>0D > 0 のとき: 1+8k>01 + 8k > 0 より、k>18k > -\frac{1}{8}。このとき、異なる2つの実数解を持つ。ただし、k0k \ne 0 であるから、k>18k > -\frac{1}{8} かつ k0k \ne 0
(b) D=0D = 0 のとき: 1+8k=01 + 8k = 0 より、k=18k = -\frac{1}{8}。このとき、重解(実数解は1つ)を持つ。
(c) D<0D < 0 のとき: 1+8k<01 + 8k < 0 より、k<18k < -\frac{1}{8}。このとき、実数解を持たない。
### (8)

1. 二次方程式 $x^2 - 6x + k + 2 = 0$ の判別式 $D$ を計算する。

D=(6)24(1)(k+2)=364k8=284kD = (-6)^2 - 4(1)(k + 2) = 36 - 4k - 8 = 28 - 4k
異なる2つの実数解を持つための条件は D>0D > 0 である。
284k>028 - 4k > 0
4k<284k < 28
k<7k < 7

2. 解の公式より、この2次方程式の解は

x=(6)±284k2(1)=6±284k2=3±7kx = \frac{-(-6) \pm \sqrt{28 - 4k}}{2(1)} = \frac{6 \pm \sqrt{28 - 4k}}{2} = 3 \pm \sqrt{7 - k}

3. 2つの解が共に1より大きいという条件を考える。

x1=3+7k>1x_1 = 3 + \sqrt{7 - k} > 1
7k>2\sqrt{7 - k} > -2
これは、7k07 - k \ge 0 すなわち k7k \le 7 のとき常に成り立つ。
x2=37k>1x_2 = 3 - \sqrt{7 - k} > 1
2>7k2 > \sqrt{7 - k}
4>7k4 > 7 - k
k>3k > 3

4. したがって、$3 < k < 7$ のとき、2つの異なる解はどちらも1より大きい。

また、判別式がゼロになるときは、重解を持つので、
k=7k = 7 のとき、解は x=3x = 3 となり、これは1より大きい。しかし、問題文は「異なる解」を持つ場合を問うているので、k=7k = 7 は条件を満たさない。
## 最終的な答え
(7)
* k<18k < -\frac{1}{8} のとき、実数解なし。
* k=18k = -\frac{1}{8} のとき、実数解は1つ。
* k=0k = 0 のとき、実数解は1つ。
* k>18k > -\frac{1}{8} かつ k0k \ne 0 のとき、異なる実数解は2つ。
(8)
* 3<k<73 < k < 7 のとき、1より大きい異なる解を2つ持つ。
* k=7k = 7 のとき、1より大きい解を1つ持つ(重解)。
* k3k \le 3 または k7k \ge 7 のとき、1より大きい異なる解を持たない。

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