質問<3694>
「「関数」」
日付 2008/3/23
質問者 小豆


a,bは|a|+|b|<1をみたす実数とする。
f(x)=x^2+ax+bとする。
f(x)=0が実数解をもつとき,その絶対値は1より
小さいことを示せ。

本当にいつもお世話になっています。上記の問題を
教えて下さい。宜しくお願いします。

★希望★完全解答★

お便り
日付 2008/4/26
回答者 平 昭


 こんにちは。ちょっと力押しですが、解をa,bで表して、
その絶対値が1以下である事を示す方針で行きます。
なお、この回答限定で、「←→」を、同値を意味する記号として使います。

  「|a|+|b|<1」
←→「-1<a+b<1 かつ -1<a-b<1 」
である。(これは、グラフを描いてみれば分かる。)
だから結局、

「-1<a+b<1かつ-1<a-b<1 」かつ「\(a^{2}\)-4b≧0」
ならば
「-1<{-a+\(\sqrt{\quad}\)(\(a^{2}\)-4b)}/2<1 かつ-1<{-a-\(\sqrt{\quad}\)(\(a^{2}\)-4b)}/2<1」
を示せばよい。
 ここで、f(x)=0の2解の大小関係を考えれば、示すべき不等式は、
-2<-a-\(\sqrt{\quad}\)(\(a^{2}\)-4b)と-a+\(\sqrt{\quad}\)(\(a^{2}\)-4b)<2である

 そして
  -2<-a-\(\sqrt{\quad}\)(\(a^{2}\)-4b)
←→\(\sqrt{\quad}\)(\(a^{2}\)-4b)<2-a
←\(\vec{a}\\()^{2}\)-4b<(2-a\()^{2}\) (|a|<1ですから、2-a>0です)
←\(\vec{a}\)-b<1  これは与えられた条件である。
 また
  -a+\(\sqrt{\quad}\)(\(a^{2}\)-4b)<2
←→a+b>-1 (計算は省略します)
 で、これも与えられた条件である。

証明終わり。