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二次関数
質問させていただきます。
解説部分の(1)を見ていただきたいのですが、f(x)とg(p)の式の形(上に凸か下に凸か)を、一体何を基準に判断しているのかが、分かりません。
式変形しただけなので、この二つの式が同じなのは、分かります。
ただ、f(x)を見ると、x²の係数はプラス、g(p)を見ると、p²の係数はマイナスであり、どちらから考えるかによって、形が変わってきます。
それによって、判別式の範囲が変わってきます。どこか考え方が間違っているのでしょうか?
また、別の質問となるのですが、なぜこの(1)は、f(x)をpについて整理したのでしょうか?そうすると、嬉しいことがあったりするのでしょうか?
是非ご回答いただきたいです。
追記
2個目の質問についてで思ったのですが、判別式で範囲を絞る上で、f(x)のままだと、pの範囲が出てしまうから、まずpについて整理していると考えたのですが、どうでしょうか?
回答
qwert asdfg さん、こんばんは。ちょっとお久しぶりですね。
$x^2-2px-p^2+2p-1$ …①という式は、特にxの方がpより偉いとかいう区別なありません。だからこの式をxの関数ととらえることもpの関数ととらえることもできますよ。xの関数と考えたときがf(x)、pの関数と考えたときがg(p)です。
問題ではわざと(?)xが偉いように書いていますが(「xの2次関数」)、これだと「pの値がどんな値でもその式①の値が負になるようなxの範囲を求める」というように問題が複雑なのです。これをpの方に着目して読むと「pがどんな値でも式①の値が負になるようなパラメータxの範囲を求める」という問題で、ちょっとpをx、xをpとして書いてみると「xがどんな値でも式の値が負になるようなパラメータpの範囲を求める」という感じになり、「あれ?この手の問題ならやったことあるよ」となりませんか?グラフ全体がⅹ軸より下にあればいいのですよね。
これで大丈夫ですか?この手の質問は答えにくく、うまくあなたの考えに対する答になっているか心配です。
わかったとか、まだこのへんがわからないから説明してほしいとか、コメント欄に何か返事を書いてください。よろしく。
こんなように考えれば、g(p)(pの方を主にして考えるということ)で考えた方が普通の問題になるのです。だからうれしいのです!f(x)として与えられている式①を、pを主にして考えれば普通の問題じゃん、と気が付くところが勝負です。
グラフは、横軸がp軸、縦軸は①の値です。この場合はpの関数と考えるから縦軸はg(p)ですね。するとpについての2次関数で、2乗の係数が負だから上に凸となり、pについての判別式が負であればいい、となるのです。
回答ありがとうございます。 完全に腑に落ちたわけではないですが、おおよそ理解できたと思います。 もう少し練習問題を解いてみて、もし疑問が出れば、もう一度質問させていただこうと思います。
完全に腑に落ちたわけではない…正直な感想です!ちょっと特殊な解法ですからね。滅多に使いません。