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実数aに対して,f(x)=x^3-3axとおく.
(1)tを実数とする.方程式f(x)=tが相異なる3個の実数解を持つために,aとtが満たすべき条件を求めよ.
(2)g(x)=f(f(x))とおく.方程式g(x)=0が相異なる9個の実数解を持つようなaの範囲を求めよ.

(1)
a≦0のとき,f(x)は単調関数なのでf(x)=tの実数解はtによらず高々1つ.
以下,a>0とする.
f'(x)=3x^2-3aより,f(x)はx=\pm\sqrt aで極値\mp2a\sqrt aをとる.
tがこの間にあることが求める条件なので|t|<2a\sqrt a
(2)
a≦0のとき,f(x)=tの解はx=0のみなのでg(x)=0の解もx=0のみとなり不適.
以下,a>0とする.
f(x)=0の解はx=0,\pm\sqrt{3a}であるから,
g(x)=0の解はf(x)=0,f(x)=\pm\sqrt{3a}の解を合わせたもの.
ここで,f(x)=aとf(x)=b (a≠b)の解が一致することはありえないので,
求める条件はf(x)=\pm\sqrt{3a}の解がそれぞれ相異なる3個の実数解を持つこと.
それは(1)の結果より\sqrt{3a}<2a\sqrt aなので求める範囲は\frac{\sqrt3}2<a
最終更新:2013年10月12日 06:12