文字だけを右辺へ寄せる - 定数分離とグラフの交点で数える
の を右辺へ移すと になります。
左辺は を含まない曲線、右辺は高さ の水平な直線。実数解の個数は、この 2 本が何か所で出会うかと同じです。
文字を片側にまとめてしまうやり方を定数分離といいます。曲線が動かなくなるぶん、数えるのが楽になります[1]。
分離すると何が変わるか
分離しないままだと、 が変わるたびにグラフ全体が上下に動きます。毎回描き直すことになる。
分離すれば動くのは水平線だけです。曲線は 1 回描けば済みます。
のグラフが ごとに上下する。基準になる形が定まらない
は固定。高さ の水平線を動かして交点を数える
水平線が山より上か、山と谷のあいだか、谷より下か。この 3 通りで交点の数が決まります。
緑の点が交点です。赤い線が点線のあいだにあるうちは 3 個、外へ出ると 1 個になります。
例:
と分離します。 の極大値は 、極小値は です。
水平線 が と のあいだにあれば交点は 3 個。
各辺に を掛けると不等号の向きが変わり、 です。
のまま扱うので、最後に符号を戻す手順が入ります。ここを飛ばすと範囲が逆になる。
分離した右辺が のときは、最後に を掛けて不等号を返す。
を左辺に残して から としてもよい。その場合は曲線の向きが上下逆になる。
例:定数項だけが動く形
を分離します。 です。
の導関数は 。
極大値は 、極小値は になります。
から 。交点が 3 個、つまり実数解が 3 個です。
| の位置 | 交点 | 実数解 |
|---|---|---|
| 3 個 | 3 個 | |
| または | 2 個 | 2 個 |
| それ以外 | 1 個 | 1 個 |
例:文字が係数にある形
を考えます。 が の係数にあるので、そのままでは水平線になりません。
両辺を で割りたくなりますが、 で割れません。まず が解かどうかを別に確かめます。
を入れると で成り立つので、 はつねに解です。
のときだけ割ると になります。 と の交点を数えればよい。
なら の 2 個。 と合わせて実数解は 3 個です。
なら から で、もとの解と重なります。実数解は 1 個。
なら に実数解はなく、 だけの 1 個になります。

割る前に を確かめる。この一手を飛ばすと、解を 1 つ落とします。
極値の積との使い分け
同じ問題を、極大値と極小値の積で解くこともできます。どちらを選ぶかは形しだいです[2]。
定数が単独で足されているだけなら、分離するほうが速い。曲線が固定されて、あとは高さを比べるだけになります。
文字が や の係数に入っていると、分離しても水平線になりません。その場合は極値を計算する道を選びます。
文字が定数項だけにある
分離して水平線と比べる
係数にも入っていれば極値の積で判定する
例:範囲を絞る問題
が異なる 3 つの実数解をもつ の範囲を求めます。
の導関数は です。
極大値は 、極小値は 。
水平線 が と のあいだにあればよいので、 です。
のときは で、 と の 2 個。境目で重解が出ています。
例:正の解の個数を数える
が正の解を 2 個もつ の範囲を出します。
の部分だけを見ます。、極小値は 、そこから増え続けます。
水平線が と のあいだにあると、 の範囲で 2 か所と出会う。
なら接するので 1 個、 なら での交点は 1 個です。
範囲を指定されたら、その範囲だけのグラフを見ます。全体の交点の数とは別に数える。
が異なる 3 つの実数解をもつ の範囲はどれですか。
割る前の確認も確かめます。
の実数解は何個ですか。
- 3 個
- 2 個
- 1 個
はそのまま解です。 で両辺を で割ると から 。合わせて 3 個になります。割ってから数えると を落として 2 個と答えてしまいます。
文字を片側へ寄せて、動くものと動かないものを分ける。曲線が固定されれば、あとは高さの比較だけで済みます。

















f(x)=x3−12x の導関数は 3x2−12=3(x+2)(x−2) です。極大値 f(−2)=−8+24=16、極小値 f(2)=8−24=−16 なので、水平線がそのあいだにあればよく −16<k<16 になります。