アトムさんからの質問2

問題
(1)2次不等式x2+(a-1)x-2a2-2a ≦ 0 を満たすxの範囲を求めよ。
(2)(1)で求めた x の範囲における2次関数 y=x2+axの最小値が 0 であるように a の値を定めなさい。

解答
(1)
 左辺を因数分解して、
  {x-(a+1)}(x+2a)≦0
 a+1<-2a のとき、つまり、a<-1/3 のとき、 a+1≦x≦-2a
 a+1≧-2a のとき、つまり、a≧-1/3 のとき、 -2a≦x≦a+1

(2)
(i) a<-1/3 のとき
 y=x2+ax のグラフは、以下の通りです。

ある範囲の最小値が0になるためにはその範囲の
 右端が点Oである または 左端が点Aである
場合です。
よって、
 -2a=0 より a=0 ・・・ a<-1/3 に反するので不適
 a+1=-a より a=-1/2 ・・・ OK!
(ii) -1/3≦a<0 のとき
 y=x2+ax のグラフは、(i) と同様です。
 右端が点Oである または 左端が点Aである
 点も、同様です。よって、
  a+1=0 より a=-1 ・・・ 不適
  -2a=-a より a=0 ・・・ この際不適(本当はOKですが、a=0 については別途調べます)
(iii) a=0 のとき
 (1) の不等式は
  x2-x ≦ 0
 となり、この解は、 0≦x≦1。
 この範囲における y=x2+ax=x2 の最小値は x=0 のとき y=0 であるので、条件を満たす。
 a=0
(iv) a>0 のとき
 y=x2+ax のグラフは、以下の通りです。

(i) と同様に、
 右端が点Aである または 左端が点Oである
場合を考えます。
 a+1=-a より、a=-1/2 ・・・ 不適
 -2a=0 ・・・不適

以上より、 a=0 または a=-1/2

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