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関数がつねに正である条件
自分で問題を作っていて,
「$x≧0$において関数$y=x^3+x^2-5tx+3$がつねに正であるような定数$t$の値の範囲を求めよ。」
という形になって,普通に解けるかなと思ったのですが,手こずっています。。
$t=1$で$x$軸と接するので,$t≦1$だと思うのですが,うまく示せません。
解き方と,高校数学の範囲で解けるかどうかも教えていただけるとありがたいです。
よろしくお願いします。
回答
こんにちは。
この手の定数(実は変化させる)を含んだ問題は定数(この問題ではt)を分離してグラフとの位置関係で調べるのがいいと思います(定石!)。
$x^3+x^2-5tx+3>0 ⇔ \dfrac{x^3+x^2+3}{5x} >t (x>0)$ ←$5x$ で割るので$x=0$ を除いて$x>0$ で考えます
$z=f(x)= \dfrac{x^3+x^2+3}{5x} , z=t$ の2本のグラフをx≧0の範囲で比べて、$z=t$ のほうが下になるようなtを求めればいいから、まずは$z=f(x)= \dfrac{x^3+x^2+3}{5x}$ のグラフを(微分、増減表)調べ、
x≧0の範囲ではx=1で最小値1をとるので、直線$z=t$ が下にくるには t<1 であればよいことがわかります。(あなたはt≦1と書いていますが、t=1ではx=1でyが0となり、正ではなくなりますので間違いです)
ただ、はじめからx=0を除いての答案だから、最後か最初に「x=0のときy=3となりtの値に関わらず題意を満たす」というのをいれれば大丈夫でしょう。
これでどうでしょうか?
コメント欄に返事を書いてください。よろしく。
ありがとうございました! zにすると分かりやすいですね。