積分問題:2つの正の実数解と面積の等しい範囲

このQ&Aのポイント
  • 積分問題で、f(x)=x^3-(2m+1)x^2+m^2xという式の2つの異なる正の実数解と、面積が等しい範囲を求める。
  • f(x)=0の解はx=0またはx^2-(2m+1)x+m^2=0であり、判別式D=(2m+1)^2-4m^2>0から2つの正の実数解が存在することが示される。
  • 積分の表示方法がよくわからず、問題の条件に基づき-∫[α,β]f(x)=∫[0,α]f(x)となる範囲を求めることに困っている。
回答を見る
  • ベストアンサー

積分の問題です。よろしくお願いします。

「f(x)=x^3-(2m+1)x^2+m^2xとし、m は正の定数とする。方程式 f(x)=0 は相異なる2つの正の実数解 (α,β(α<β) とする)をもつことを示しなさい。また、曲線 y=f(x) とx軸で囲まれた図形について、y>=0 の範囲の部分と、y<=0 の範囲の部分の面積が等しいとき、m、α、β の値を求めなさい。」この問題がわかりません。 f(x)=x^3-(2m+1)x^2+m^2x =x{x^2-(2m+1)x+m^2} f(x)=0 は異なる2つの正の実数解 α,β(α<β) をもつ f(x)=0 は x=0 または x^2-(2m+1)+m^2=0 x^2-(2m+1)x+m^2=0 判別式は D=(2m+1)^2-4m^2 =4m+1>0 ・・・(1)(∵m は整数) α+β=(2m+1)>0 ・・・(2)              αβ=m^2>0 ・・・(3) (1)、(2)、(3)より f(x)=0 は2つの正の実数解をもつ 問いの条件より  -∫[α,β]f(x)=∫[0,α]f(x)  ここまでは解きましたが、この先がわかりません。(積分の表示の仕方がよく解りません。)

質問者が選んだベストアンサー

  • ベストアンサー
回答No.2

>この先がわかりません。 計算すると、βの2次方程式になるから、そこにα+β=2m+1、αβ=m^2を代入してmを消すと、β=2αになる。 後は、α+β=3α=2m+1、αβ=2α^2=m^2からm>0に注意すれば、求まるだろう。

mido1993
質問者

お礼

回答ありがとうございました。理解する事が出来ました。

その他の回答 (1)

  • Kules
  • ベストアンサー率47% (292/619)
回答No.1

-∫[α,β]f(x)=∫[0,α]f(x)  を移項すると ∫[0,β]=0となるのでそこからβ、mに関する式ができるので、 (2),(3)と連立させると文字3つ式3つなので解けそうな気がします。 確認してないですけど(><)

mido1993
質問者

補足

回答ありがとうございました。 1/4β^4-1/3(2m+1)β^3+1/2m^2β^2=0 α+β=2m+1 αβ=m^2 文字3つ式3つで解くといつもドツボにはまり、とききれなくなります 違う方法はありますか。

関連するQ&A

  • 積分法の問題

    積分法の問題をまとめて出されたのですが、 どれもさっぱりわかりません…。 5問あるのですが、どれか1つでもわかる方がいらっしゃいましたら、回答していただけるとありがたいです。考え方だけでも、大歓迎です。 Q1.次の面積を求めよ。 (1)曲線 y=3^X+2^X-2x と x軸とで囲まれる部分 (2)2^(x-1)+2^(y-2)≦5 かつ y≧2^x で表される領域 Q2.曲線C:y=-2^x と D:y+a=2^(x-a) が相異なる2点で交わる時、 (1) aはどんな範囲にならなくてはならないか、その範囲を求めよ。 (2) CとDで囲まれた部分の面積S(a)を求めよ。 (3) S(a)が最大となるaの値を求めよ。 Q3.曲線C:y=3^x+px+q と C上の点P(a,3^a+pa+q) (aは正の定数)における接線l(エル)とで囲まれる部分の面積を求めよ。 Q4.2つの曲線y=3^x-x と y=2^x-a が1点Pを通り、Pにおいて共通の接線を持っている。この2つの曲線で囲まれた部分の面積を求めよ。 Q5.関数f(x)=3^x-2a2^x+2^ax (a>0)について、曲線y=f(x)と直線y=mxで囲まれた2つの部分の面積が等しくなるようなmの値を求めよ。 ただし、0<m<2^aとする。 それでは、よろしくお願い致します。

  • 2次方程式?2次関数の問題です。。

    Χの2次方程式 Χ^2-2(3m-1)Χ+9m^2-8=0が次の条件を満たすような実数mの値の範囲をそれぞれ求めよ。 (1)相異なる実数解をもつ (2)相異なる実数解をもち、2つの解が共に正である (3)相異なる実数解をもち、一方の解は正、他方の解は負である 答えはわかりません。詳しく解説してほしいです。。 平方完成と判別式を使ってとく問題かと思われます。。

  • 積分法の問題(改)

    積分法の問題をまとめて出されたのですが、 どれもさっぱりわかりません…。 5問あるのですが、どれか1つでもわかる方がいらっしゃいましたら、回答していただけるとありがたいです。考え方だけでも、大歓迎です。 Q1.次の面積を求めよ。 (1)曲線 y=x^3+x^2-2x と x軸とで囲まれる部分 (2)(x-1)^2+(y-2)^2≦5 かつ y≧2^x で表される領域 Q2.曲線C:y=-x^2 と D:y+a=(x-a)^2 が相異なる2点で交わる時、 (1) aはどんな範囲にならなくてはならないか、その範囲を求めよ。 (2) CとDで囲まれた部分の面積S(a)を求めよ。 (3) S(a)が最大となるaの値を求めよ。 Q3.曲線C:y=x^3+px+q と C上の点P(a,a^3+pa+q) (aは正の定数)における接線l(エル)とで囲まれる部分の面積を求めよ。 Q4.2つの曲線y=x^3-x と y=x^2-a が1点Pを通り、Pにおいて共通の接線を持っている。この2つの曲線で囲まれた部分の面積を求めよ。 Q5.関数f(x)=x^3-2ax^2+a^2x (a>0)について、曲線y=f(x)と直線y=mxで囲まれた2つの部分の面積が等しくなるようなmの値を求めよ。 ただし、0<m<a^2とする。 それでは、どうぞよろしくお願いいたします。 先ほどの投稿の表記の誤り、本当に申し訳ありませんでした。

  • 積分です

    積分の問題です。 この曲線で囲まれた図形の面積を求めよ 0≦x≦πのときy=sinx y=cos2x -1/4≦y≦1のときx^2+y^2=1 y=x^2-1/4 積分の仕方は分かりました。xとyに対応する範囲が分かりません。 曲線y=e^xと原点からこの曲線にひた接線およびy軸で囲まれた図形の面積をもめよ これは意味が分かりません。 まったく解けないです(泣) この3問を四時間ぐらいやっているのです・・・・ 教えてくれませんか?? お願いします。

  • 実数解の問題

    お願いします (1) x-y=k x^2+xy+y^2=4 この連立方程式が2組の相違なる実数解をもつとき、kの値の範囲を求める問題です。 x-y=k        (1) x^2+xy+y^2=4   (2) (1)よりy=x-k (3) x^2+x(x-k)+(x-k)^2=4 3x^2-3kx+k^2‐4=0  (4) 今、参考書をべんきょうしているのですが答えに文章に ここで(4)の実数解にたいして、(3)よりyの実数解がただ1つ定まることにより、(4)が相異なる2つの実数解をもつkの値の範囲を求めれば、(4)の判別式をDすると書いてありますが、よく意味がわかりません。 とくに実数解とはなんですか? 字のとおり、実物の数字の答え?? (2) xの方程式(x^2-1)(x^2+ax+4)=0が相異なる3つの実数解をもつとき、実数aの値をもとめる (x^2-1)(x^2+ax+4)=0 から x^2-1=0 (1) x^2+ax+4=0 (2) この二つの方程式から (1)よりx=±1と二つの解がでますが、 3つめの解はどのようにしてもとめるのですか? 親切にお願いします

  • 【問題】mを実数の定数とし、2次方程式x^2-(m+2)x+3m+3=

    【問題】mを実数の定数とし、2次方程式x^2-(m+2)x+3m+3=0の2つの解をα,βとする。 (1)α,βの満たす関係式を求めよ。 (2)α,βがともに正の実数となる条件を求めよ。 (3)α,βがともに正の整数となるmの値を求めよ。 ≪自分の解答≫ (1)解と係数の関係から α+β=m+2,αβ=3m+3 (2)実数だから(判別式)≧0よりm≦4-2√6,4+2√6≦m・・・(1) さらにα+β=m+2>0 かつ αβ=3m+3>0 すなわちm>-1・・・(2) (1)(2)より、ゆえに -1<m≦4-2√6,4+2√6≦m (3)やり方がわかりません… どなたかよろしくお願いします…。。

  • 領域の問題

    実数aが0<a<1の範囲を動く時、曲線y=x^3-3a^2x+a^2 の極大点と極小点の間 にある部分(ただし、極大値、極小値は含まない)が通る範囲を図示せよ。 という問題で、 y'=3(x-a)(x+a) -1<x<1 f(a)=(3x-1)a^2-x^3+y これの判別式Dとして -1<x<1に解をもつ条件で、 存在範囲を求めようとしましたが、x^4がでてきてやりにくかったです。 どのような考え方でとけばいいでしょう??

  • 積分 問題 

    積分 問題  2曲線x=-(y^2)+2yとy=(√x)に囲まれた図形の面積を求めよ。 式が立てられません・・・ どのようにして求めれば良いでしょうか? ご回答よろしくお願い致します。

  • 数学の積分の問題を詳しく教えてください。

    数学の積分の問題です。どうしても分からないところがあるため、解説をお願いします。 問題:関数y=f(x)がf'(x)=-sinx, f(0)=2, f(π)=0を満足するとき、次の問いに答えよ。 (1) f(x)を求めよ。 (2) 0≦x≦πの範囲でx軸と曲線y=f(x)にはさまれる部分の面積Sを求めよ。 (3) (2)の図形をx軸、y軸のまわりに回転してできる立体の体積をそれぞれV1,V2とするとき、V1およびV2を求めよ。 (1)、(2)、(3)のV1を求めるところまでははなんとか分かったのですが、(3)のV2を求めることがどうしてもわかりません。 解答のみ分かっています。 (1)f(x)=cosx+1 (2)π (3)V1=3/2*π^2, V2=π^3-4*π 詳しい解説を頂きたいです。よろしくお願いいたします。

  • 数I 二次方程の範囲

    「方程式x²-2ax+2a²-5=0が1より大きい相異なる2個の実数解を持つような定数aの値の範囲を求めよ。」という問題がありまして、[1]判別式について、[2]軸の位置について、[3]f(0)について、という順序で解いていくものです。 しかし私は[3]で止まってしまいました。どこか計算ミスをしているんだと思います。 私の回答は、 f(x)=x²-2ax+2a²-5とするとf(x)=(x-a)²+a²-5 二次方程式f(x)=0が1より大きい相異なる2個の実数解を持つための条件は放物線y=f(x)が1より大きいx軸の正の部分と異なる2点で交わることである。 [1]f(x)=0の判別式をDとするとD/4=a²-(-5)=a²+5>0これを解いてa>±√5…(1) [2]放物線y=f(x)の軸は直線x=aでこの軸についてa>1…(2) [3]f(0)>1から-5>1 で止まってしまいました。 一つ目の質問はまずどこでミスをしているのかを教えて下さい。 そして二つ目の質問は、この放物線は下に凸の放物線でf(x)=x²-2ax+2a²-5よりy軸に接する値は-5だと思うのですが、下に凸の放物線でy軸に接する値が-5だとしたら図を書くと「1より大きい相異なる2個の実数解をもつ~」という条件に反すると思うのですが、どうなんでしょう。 宜しくお願いします。