2次方程式 $x^2 - 2(m-2)x + 4(m+1) = 0$ が異なる2つの正の実数解を持つような $m$ 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
2025/6/23

1. 問題の内容

2次方程式 x22(m2)x+4(m+1)=0x^2 - 2(m-2)x + 4(m+1) = 0 が異なる2つの正の実数解を持つような mm の値の範囲を求める問題です。

2. 解き方の手順

2次方程式が異なる2つの正の実数解を持つための条件は、以下の3つです。
(1) 判別式 D>0D > 0
(2) 軸 > 0
(3) f(0)>0f(0) > 0
まず、判別式 DD を計算します。
D=(2(m2))24(1)(4(m+1))=4(m24m+4)16(m+1)=4m216m+1616m16=4m232mD = (-2(m-2))^2 - 4(1)(4(m+1)) = 4(m^2 - 4m + 4) - 16(m+1) = 4m^2 - 16m + 16 - 16m - 16 = 4m^2 - 32m
D>0D > 0 より、
4m232m>04m^2 - 32m > 0
4m(m8)>04m(m - 8) > 0
m<0m < 0 または m>8m > 8
次に、軸を計算します。
軸は (2(m2))2(1)=m2\frac{-(-2(m-2))}{2(1)} = m-2
軸 > 0 より、
m2>0m - 2 > 0
m>2m > 2
最後に、f(0)f(0) を計算します。
f(0)=(0)22(m2)(0)+4(m+1)=4(m+1)f(0) = (0)^2 - 2(m-2)(0) + 4(m+1) = 4(m+1)
f(0)>0f(0) > 0 より、
4(m+1)>04(m+1) > 0
m+1>0m+1 > 0
m>1m > -1
3つの条件を全て満たす mm の範囲を求めます。
(1) m<0m < 0 または m>8m > 8
(2) m>2m > 2
(3) m>1m > -1
(1)と(2)と(3)を満たす範囲は、m>8m > 8 です。

3. 最終的な答え

m>8m > 8

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