2次方程式 $x^2 - (k+6)x + 2k + 12 = 0$ が、3より大きい2つの解(重解を含む)を持つような実数 $k$ の値の範囲を求める問題です。

代数学二次方程式解の範囲判別式不等式
2025/6/17

1. 問題の内容

2次方程式 x2(k+6)x+2k+12=0x^2 - (k+6)x + 2k + 12 = 0 が、3より大きい2つの解(重解を含む)を持つような実数 kk の値の範囲を求める問題です。

2. 解き方の手順

与えられた2次方程式を f(x)=x2(k+6)x+2k+12=0f(x) = x^2 - (k+6)x + 2k + 12 = 0 とおきます。
この方程式が3より大きい2つの解を持つ条件は以下の3つです。
(1) 判別式 D0D \ge 0 (重解を含むため)
(2) 軸 >3 > 3
(3) f(3)0f(3) \ge 0
(1) 判別式について:
D=(k+6)24(2k+12)=k2+12k+368k48=k2+4k12=(k+6)(k2)0D = (k+6)^2 - 4(2k+12) = k^2 + 12k + 36 - 8k - 48 = k^2 + 4k - 12 = (k+6)(k-2) \ge 0
よって、k6k \le -6 または k2k \ge 2
(2) 軸について:
軸は x=k+62x = \frac{k+6}{2} であるので、
k+62>3\frac{k+6}{2} > 3
k+6>6k+6 > 6
k>0k > 0
(3) f(3)f(3) について:
f(3)=32(k+6)3+2k+12=93k18+2k+12=3k0f(3) = 3^2 - (k+6) \cdot 3 + 2k + 12 = 9 - 3k - 18 + 2k + 12 = 3 - k \ge 0
よって、k3k \le 3
(1), (2), (3) の条件を全て満たす kk の範囲を求めます。
(1) より、k6k \le -6 または k2k \ge 2
(2) より、k>0k > 0
(3) より、k3k \le 3
数直線を書いて考えると、2k32 \le k \le 3 が求める範囲になります。

3. 最終的な答え

2k32 \le k \le 3

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