f(x)=x^2+ax+b(a,b;実数)とする。
このとき、どんなa,bに対しても
区間 -1<x<1のすべてのxに対して
0<f(x)<1である
が成り立たないことを示せ
この問題の解き方について背理法をかんがえたのですが証明の過程をどうすれば
いいのかわかりません
★希望★完全解答★
f(x)=x^2+ax+b(a,b;実数)とする。
このとき、どんなa,bに対しても
区間 -1<x<1のすべてのxに対して
0<f(x)<1である
が成り立たないことを示せ
この問題の解き方について背理法をかんがえたのですが証明の過程をどうすれば
いいのかわかりません
★希望★完全解答★
∀x∈[-1,1]に対して、0<f(x)<1を成り立たせるような
a,b(∈R)が存在すると仮定する。
仮定より、次の3式が成り立つ。
0< f(0) <1 ⇔ 0< b <1・・・(A)
0< f(1) <1 ⇔ 0< a+b+1 <1 ⇔ -a-1< b <-a・・(B)
0< f(-1)<1 ⇔ 0<-a+b+1 <1 ⇔ a-1< b <a・・・(C)
(A),(B),(C)を図示すると、これらを同時にa,bは存在しない。
これは、仮定に矛盾する。
したがって、
∀x∈[-1,1]に対して、0<f(x)<1を成り立たせるようなa,b(∈R)は存在しない。
完全解答ではありませんが、
どんなa,bに対しても
区間 -1<x<1のすべてのxに対して
0<f(x)<1である
が、成り立たない
すなわち
区間 -1<x<1のすべてのxに対して
0<f(x)<1
を満たさない実数a,bが存在する
を示せば良いわけです。
f(x)=x^2+ax+bの最大値・最小値を求めるときに
y=f(x)の頂点のx座標による場合分けをしますね。
頂点のx座標は-a/2なので
aの値によって、最大値、最小値が変わってきます。
その場合分けの区分に応じて
ある特定のa,bで、
0<f(x)<1
を満たさないa,bの組が1組でも見つかればいいと思います。
場合分けは、4つになると思います。