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微分 実数解の個数
この問題なんですが、写真にあるように定数分離を行い、共有点の個数を考える方式で解くことは出来ますか?
回答
えふさん、
それでは分離できていません。aの変化で両方のグラフが動いてしまうのでダメですね。分離するなら徹底的に。
$x^3-6ax+4a=0$
$x^3=6ax-4a$
$x^3=(6x-4)a$
$\dfrac{x^3}{6x-4}=a$
ここで2つのグラフ $y=\dfrac{x^3}{6x-4}$ と $y=a$ のグラフで考えます。
始めの関数のグラフは数Ⅲですが、大丈夫ですか?学習済み?
3次方程式が3つの実数解を持つ→3次関数の極大値が正、極小値が負
というのが定石ですが、模範解答はどちらかな?
これで大丈夫ですか?
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追記 5/13 08:30
コメント拝見しました。
「aだけにしないとダメなんですね!」そう、y=aと他のグラフの交点を考えるのが視覚的には一番楽です。
でも、どうしてもというわけではありません。式やグラフにもよりますが、この問題は数Ⅱでも定数分離法でもやれます。
あなたの式は定数が両方に入っていたのでダメでしたが、片方に寄せてしまえば、想像力を働かせることによって解けます。
元の方程式を $y=x^3$ と $y=6ax-4a$ に分ければ、定数aは直線の方だけを動かすことになり、y=x³は動きません。これならグラフをにらめっこすれば何とかなります。
直線は $y=6a\big(x-\dfrac{2}{3}\big)$ と変形できるので、この直線はaの値にかかわらず点(2/3,0)を通ります。
そこで、「y=x³のグラフと、点(2/3,0)を通り傾きが6aである直線との交点の個数を調べて、交点が3個であるような傾き6aの範囲を求める」という問題になります。6aの範囲が見つかったらそれを6で割れば答が得られます。3次関数と直線が接するところが境目になりますね。接するときの直線の傾きを求めればいいのですが、大丈夫ですか?
この解法をお勧めはしませんが、考えてみたら楽しいですよ。
ありがとうございます! aだけにしないとダメなんですね! 私は数Ⅲを学習していないので解答通りにやるしかなさそうです。 そうです!模範解答にはそのように書かれていました
上の回答に追記しましたので、読んでください。
遅くなってしまいごめんなさい。 追記ありがとうございます🙇♂️そういうやり方もあるんですね!新しい考え方が知れて勉強になりました。