MathLabs

第1問

実数 pp のどの値に対して方程式 x2−p+2x2−1=x\sqrt{x^2-p}+2\sqrt{x^2-1}=x は実数解をもつか。また、その解を求めよ。
ステップ 1/5: 定義域を制限する
ざっくり言うと

平方根の条件により、平方する前に解は短い正の区間に絞られる。

x≥0,2x2−1≤x,x2−p≤xx\ge 0,\qquad 2\sqrt{x^2-1}\le x,\qquad \sqrt{x^2-p}\le x
詳しい解説

左辺は非負なので x≥0x\ge0。2x2−1≤x2\sqrt{x^2-1}\le x から x≤2/3x\le2/\sqrt3、また x2≥1x^2\ge1 より x≥1x\ge1 である。さらに x2−p≤x\sqrt{x^2-p}\le x から p≥0p\ge0 を得る。