すべての実数で成り立つ二次不等式 - 係数と判別式の条件
「 がすべての実数 で成り立つ」は、放物線が 軸より上にいたままだという意味です。
この一文を式に直すと、条件が 2 本になる。
上を向いていること。 軸に触れないこと。どちらが欠けても、上にいたままにはなりません。
2 本はそれぞれ別の仕事をしている
は放物線の開く向きを決める。上向きなら、両端が上へ伸びます。
は 軸と交わらないことを決める。交点があると、そこを境に符号が変わってしまいます。
片方だけでは足りません。 でも なら 軸を切って一部が下へ沈み、 でも ならまるごと下に沈みます。

4 つの形を並べる
不等号が変われば、 の符号と の条件が入れ替わる。
| 条件 | ||
|---|---|---|
| つねに | ||
| つねに | ||
| つねに | ||
| つねに |
等号がつくと が許されます。接するだけなら値が になるところが 1 点あるだけで、 は満たされる。
のほうは を許さないため、接することもできません。等号ひとつで、 の側の等号が動きます。

例:定数の範囲を求める
がすべての実数で成り立つ を求めます。
の係数は で、 はすでに満たされている。残るのは のほう。
はおよそ 。 なら で となり、たしかに交わらない。
で試すと 。 で、 のあいだが負になります。範囲の外に出ると条件が崩れました。
例:二次の係数に文字が入る場合
がすべての実数で成り立つ を求めます。
の係数が なので、 かどうかで話が分かれる。二次式でなくなる場合を先に見ておきます。
を入れると で、 が消えていつでも成り立ちます。この場合は答えに入る。
なら二次式で、条件は 2 本。
から 。 とあわせても のまま。
の場合と合わせて、答えは になります。

を見落とすと、答えが になって 点ぶん狭くなります。二次の係数に文字があるときは、そこが になる場合を先に別立てにしておく。
がすべての実数で成り立つ の範囲はどれですか。
- または
例:2 つのグラフの上下として読む
「 のグラフが より上にある」も、同じ形に持ちこめます。
差を作って移項するだけ。
これがすべての実数で成り立つ条件を書く。 の係数は で正だから、残るのは判別式です。
答えは 。 なら でつねに正、 なら となって で になり、 が崩れます。

検算は 1 点の代入で足りる
条件から を 1 つ選んで、もとの不等式に入れる。すべての実数で成り立つはずなので、どの を試しても崩れません。
という答えなら、 をとって 。 でも でも成り立ちます。
範囲の外からも 1 つ選びます。 なら で、 を入れると 。崩れました。
範囲の内で成り立ち、外で崩れる。この 2 点を見れば、境目の位置まで確かめられます。
がすべての実数で成り立つ の範囲はどれですか。
はすでに満たされていて、残るのは です。 から 。等号つきの では接してもよいため、 にあたる も答えに入ります。
条件は の符号と の符号の 2 本。 の係数に文字があれば、そこが になる場合を独立して立てる。この 3 か所を押さえれば、あとは判別式の計算になります。










つねに負なので k<0 かつ D<0 です。D=16−4k2<0 から k2>4 で k<−2 または k>2。k<0 とあわせて k<−2 だけが残ります。k=0 のときは −4x<0 となり、x<0 で崩れる。