数と式の問題
を実数の定数とする。 についての連立不等式
を満たす整数 がちょうど 個存在するような、 の値の範囲を求めよ。
この問題で使うもの
- 1 次不等式(説明と入口の問題)
- 連立不等式(説明と入口の問題)
- 不等式を満たす整数の個数と定数の範囲(説明と入口の問題)
この問題を解けるようになるまで(14 技能)
読み込み中…
右端(太枠)がこの問題で使う技能です。左へドラッグすると、さらに前の前提をさかのぼれます。技能を押すと、そこまでの道筋が光ります。
ヒント
行き詰まったら、上から順に 1 つずつ開いてください。
ヒント 1
まず を含まない第 1 式を解き、次に第 2 式を の形に変形しましょう。数直線上で解の範囲を図示すると考えやすくなります。
ヒント 2
第 1 式の解は です。このとき、整数解として小さい方から 個入るのはどの整数でしょうか。第 2 式の右端 がどこにあればよいかを、等号の有無に注意して考えましょう。
ヒント 3
整数解が だけになればよいので、条件は です。これを について解きましょう。
答えと解説
答えを見る
どこでつまずきましたか?(選ぶと、戻る場所を案内します)
解説を読む
第 1 式を解く。
両辺に を掛けると
よって である。
第 2 式を解く。
より である。よって
連立不等式の解。
解が存在するためには が必要である。このとき連立不等式の解は
となる。
整数解の個数の条件。
を満たす整数を小さい順に並べると である。整数解がちょうど 個、すなわち だけになるための条件は、右端 が「 以上かつ 未満」であることである。
各辺に を掛けて 、各辺から を引いて
この範囲では なので、解が存在する条件も満たしている。
端点の確認。
- のとき、解は で、整数解は の 個である。条件を満たす。
- のとき、解は で、整数解は の 個である。条件を満たさない。
したがって、求める範囲は である。
別解
第1式の両辺に6をかけると となる。整理すると より 、よって 。
第2式は より 。
連立不等式の解は 。
整数解がちょうど3個となるのは、整数解が となるときである。
そのための条件は 。
各辺に3をかけると 、よって 。
検算: のとき なので、整数解は の3個で適する。 のとき なので、整数解は4個となり不適。 のとき なので、整数解は3個で適する。
答えは 。