97s2

nを正の整数,aを実数とする.すべての整数mに対して
m^2-(a-1)m+\frac{n^2}{2n+1}a>0
が成り立つようなaの範囲をnを用いて表せ.

左辺をf(m)とおく.
0<f(0)=\frac{n^2}{2n+1}aよりa>0.
0&lt;f(n)=\frac{n^2+n}{2n+1}(2n+1-a)よりa<2n+1.
よって0<a<2n+1が必要.
ここで,0<a<1のとき,-\frac12&lt;\frac{a-1}2&lt;0なので
f(m)\geq f(0)&gt;0となり題意を満たす.
また,1≦a<2n+1のとき,
f(m)\geq f\left(\frac{a-1}2\right)=\frac{n^2}{2n+1}a-\frac{(a-1)^2}4=\frac14\left(a-\frac1{2n+1}\right)(2n+1-a)&gt;0
より題意を満たす.
以上をまとめて0<a<2n+1.
最終更新:2011年10月25日 22:09