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数Iの二次不等式について

    TAKAHASHI HI (id: 3550) (2024年9月28日18:24)
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    数学Iの二次不等式の質問です。85の(2)なんですが、f(1)がなぜ<0なのかが分かりません。よろしくお願いします🙇

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    回答

    くさぼうぼう : (id: 1236) (2024年9月28日20:09)
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    TAKAHASHI HI さん、こんばんは。初めての方ですね。よろしく。 「f(1)がなぜ<0なのか」ではないのです。aの値が変わればこの2次関数はいろいろなものになり、そのグラフもいろいろな位置に来ます。aの値次第でf(1)の値も正になったり負になったりいろいろな値になります。 そのようにいろいろなグラフが考えられる中で、「1より大きい解と1より小さい解を持つ」つまり、グラフで言えばその放物線がⅹ軸と交わって、しかもその交わる点がx軸の1より大きい場所と1より小さい場所になる場合を考えていますよ。 2乗の係数が正だから下に凸の放物線であることは確かです。軸や頂点はaの値次第でいろいろなところに変化します。では、「交わる点がx軸の1より大きい場所と1より小さい場所になっているような下に凸の放物線」を何本も書いてみてください。何本か書きました?書いてみればどの放物線もx=1のところではグラフがx軸より下になるでしょ?下にならざるを得ないでしょ? 逆にx=1のところでグラフがⅹ軸より上にあるような放物線を書いてみてください。いくら頑張ってもⅹ軸と交わる点がx軸の1より大きい場所と1より小さい場所にはなれないでしょ?両方とも1より大きいか小さいか、あるいはx軸とは交わらないか、になってしまいますね。 つまりx=1のところでグラフがx軸より下にあればx<1とx>1であるところで交わり、x=1のところでグラフがx軸より上にあればx<1とx>1であるところで交わることは不可能なんです。 グラフとⅹ軸との交点の値が2次方程式の解でしたね。 そのことを式で言えばf(1)<ならx<1とx>1である解を持つし、f(1)>ならx<1とx>1である解を持つことはないのです。 よって、x<1とx>1である解を持つためにはf(1)<0であることが条件になります(必要十分条件です。もう習ったかな?まだならそのうち習います)。 これで、模範解答の5行は納得できますか? 一般に、x=pより大きい解と小さい解を持つための条件はf(p)<0なのです。あ、下に凸つまり2乗の係数が正の場合ですが。上に凸のグラフだったらどんな条件になるか考えてみて。 よくある問題で、「正と負の解を持つように…」というのがありますが、その時はf(0)<0が条件になりますよ。 これで大丈夫ですか?会話型を目指しています。これを読んだら、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。返事がないと、せっかく書いたものを読んでくれたのかどうか、書いたものが役に立ったのかどうか、こちらではわからないのです。コメントよろしく。
    TAKAHASHI HI (id: 3550) (2024年9月28日21:30)
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    解答ありがとうございます。初歩的な質問で申し訳ないのですが、aの値が変わるとグラフの位置が変わるというのが理解できません。また、x=1の時に放物線が絶対にx軸より下になるという事も実際に書いてみて分かったのですが、それが式になると混乱してしまいます。よろしくお願いします。

    くさぼうぼう : (id: 1236) (2024年9月28日22:00)
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    ①a=2のときはy=x²-4x+4で軸はx=2、頂点は(2,0)  a=0のときはy=x²+2で、軸はx=0、頂点は(0,2)  a=-3のときはy=x²+6x-1で軸はx=-3、頂点は(-3、-10)   … という具合に、aの値により式が変わるので、その式が表すグラフの位置も変わりますよ。 ②x=1の時に、グラフの点が(1、-2)だとしたら、それはx=1のときy=-2ということ、すなわちf(1)=-2と書けます。f(1)というのはxが1の時のyの値です。 これでどうでしょうか?

    TAKAHASHI HI (id: 3550) (2024年9月28日22:12)
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    すごい分かりました!すっきりです! ありがとうございます🙇

    くさぼうぼう : (id: 1236) (2024年9月28日22:46)
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    それならよかったです。またどうぞ!

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