第5章 5.27

全ての xx において 44 より大きいためには少なくとも2次関数は下に凸である必要があるため

a>0a>0である

ax2−2ax+4a−4x=ax2−2(a+2)x+4a=a(x2−2(a+2)ax)+4aax^2-2ax+4a-4x=ax^2-2(a+2)x+4a=a\left(x^2-\frac{2(a+2)}{a}x\right)+4a

=a(x−a+2a)2−(a+2)2a+4a=a(x−a+2a)2+4a2−a2−4a−4a=a(x−a+2a)2+3a2−4a−4a=a\left(x-\frac{a+2}{a}\right)^2-\frac{(a+2)^2}{a}+4a=a\left(x-\frac{a+2}{a}\right)^2+\frac{4a^2-a^2-4a-4}{a}=a\left(x-\frac{a+2}{a}\right)^2+\frac{3a^2-4a-4}{a}

3a2−4a−4a>4\dfrac{3a^2-4a-4}{a}>4 a>0a>0より 3a2−4a−4>4a3a^2-4a-4>4a 3a2−8a−4>03a^2-8a-4>0

3a2−8a−4=03a^2-8a-4=0のとき a=4±16+123=4±273a=\dfrac{4\pm\sqrt{16+12}}{3}=\dfrac{4\pm2\sqrt7}{3} なので a<4−273a<\dfrac{4-2\sqrt7}{3} 4+273<a\dfrac{4+2\sqrt7}{3}<a

a>0a>0より 4+273<a\dfrac{4+2\sqrt7}{3}<a となる

解説: r31bn1z