大阪府大経済数学'08年[6]
関数
を
で定める。
(1)
と
のグラフで囲まれた部分の面積を求めよ。 (2) kを0以上の数とするとき、xの方程式
の解の個数を求めよ。
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解答 センター試験向けの面倒な計算問題です。なお、2次関数、微分法の方程式への応用を参照してください。
(1) 
と場合分けします。
・・・@
・・・A
・・・B
・・・C
と@を連立すると、
においては、
以上より、
と
のグラフとで囲まれた部分は、右図黄色着色部分。
右図のように、
と
のグラフとで囲まれた部分のうち、
の部分の面積を
,
の部分の面積を
,
の部分の面積を
として、求める面積は、
......[答]
(2) xの方程式
の解の個数は、
と
を連立したときの解の個数に一致し、曲線
と原点を通る直線
の共有点の個数に一致します。直線
が、点
を通過するのは、
より、
のときです。このとき(1)より、
は、
の
の部分とは
において、
の部分とは
において接します。
直線
が、点
を通過するのは、
より、
のときです。
直線
が、点
を通過するのは、
より、
のときです。
,
,
,
,
,
,
の各々について、曲線
と直線
の位置関係は右図のようになります。各場合で両者の共有点の数を数えることにより、xの方程式
の解の個数は、
のとき0個,
のとき1個,
のとき2個,
のとき3個,
のとき4個,
のとき3個,
のとき2個 ......[答]
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