216 D} 例題 応用 8 方程式の実数解の個数 3次方程式 x3x-α = 0 の異なる実数解の個数は,定数 αの 値によってどのように変わるか。 方針 定数 αを含む項を右辺に移項すると x-3x = α となる。この方程式 の実数解は,y=x-3x のグラフを用いてどのように表されるか。 解 3次方程式 を変形すると x3-3x-a= 0 x-3x= a ① 定数αを分離 ここで,f(x) = x-3x とおくと, y=f(x) のグラフと直線 y=aの共有点の個数は, 3次方程式 ① の異なる実数解の個数 と一致する。 また f'(x) = 3x2-3=3(x+1)(x-1) よって, f(x) の増減表は次のようになる。 x -1 1 f'(x) + 0 - 0 + f(x) これより, y=f(x) のグラフを 極大 極小 > 2 -2 10 y y=x3-3x 15 かくと右の図のようになる。 2 よって, 3次方程式 ① の異なる a y=a 実数解の個数は,次のようになる。 m a <-2, 2 < α のとき 1個 x a=-2,2 のとき 2個 -2<a<2 のとき 3個 20