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二次方程式の重解はいつ現れるか?判別式が 0 になる場合を調べる

の左辺は です。積が になるのは のときだけなので、解は の 1 つ。

判別式を計算すると になります。この を重解と呼びます。

解の公式で書くと です。 の後ろが なので、 をとっても をとっても同じ値になる。

2 つの解が重なっている

解の公式は と読めます。 の部分が、2 つの解が離れる幅。

が小さくなるほど幅は縮み、 で になります。2 つあった解が、 の 1 点に集まる。

重解の値は、判別式を計算しなくてもこの式で求められます。 なら 。

を大きくしていくと、 軸と交わる 2 点が近づきます。 で重なり、それより大きいと交わらなくなる。

グラフの言葉では「接する」といいます。放物線が 軸に触れて、越えない状態。

放物線が 軸を横切る。交点は 2 個で、その間だけ が負になる

放物線が 軸に触れるだけ。交点は 1 個で、 は 以外で正

例:重解になる を求める

が重解をもつ をさがします。 から 。

のとき で、重解は です。

のとき で、重解は 。

を求めただけでは答えになりません。「重解をもつときの解も求めよ」と続く問題が多いため、 まで書きます。

D = 0 とおいて k の方程式を解く

k の値をそれぞれ求める

各 k に対する重解 -b/2a を書く

例:判別式が偶数の形

を見ます。 の係数が と偶数なので、 を使います。

から です。 の 2 乗どうしが消えて、一次方程式になりました。

を入れると 。重解は です。

例: の係数にも文字がある

では、 の場合を先に分けます。

なら で の 1 個。ただし一次方程式なので、これは重解ではありません。

のとき から 、 です。

なら で重解 。 なら で重解 。

「解が 1 個」と「重解をもつ」は、同じ意味ではありません。

一次方程式の解も 1 個。重解は二次方程式で になったときの言い方。

例:放物線と直線が接する

と が接する を求めます。接するとは、共有点が 1 個ということ。

2 式から を消します。

から です。接点の 座標は 、 座標は 。

直線を上下に動かすと、放物線から離れたり、触れたり、突き抜けたりします。触れる位置がただ 1 つ。

連立してできた二次方程式の判別式が、そのまま共有点の個数を決めています。

因数分解から見る

重解をもつ二次式は、 の形に書けます。逆に、この形なら必ず重解です。

平方完成した形で、後ろの定数が になる条件が 。つまり です。

なら で、重解は になります。

、重解
、重解
、重解
、重解

の係数が でないとき、重解は で が効きます。 なら 。

よくある誤り

を求めて満足し、重解そのものを書かずに終わる形が多い。問題文の最後を読み直します。

とすべきところで とおく。
の係数に文字があるのに、 になる場合を分けない。
重解を「解が 2 つとも同じだから 2 個」と数える。
から求めた を答えて、重解を書かない。
の重解を と書く。 が正しい。

3 番目は数え方の問題です。重解のときの実数解は 1 個と数えます。

が重解をもつ はどれですか。

  • だけ
__RESULT__

です。 から になります。

の重解はどれですか。

__RESULT__

です。左辺は と書けるので、 からも同じ値になります。

判別式が になるのは、2 つの解が 1 点に重なるときです。 を求めたら、 に戻して解の値まで書きます。

解の公式の $\pm\dfrac{\sqrt{D}}{2a}$ が、2 つの解の離れる幅にあたります。$D$ が縮んで $0$ になると幅が消え、解は $-\dfrac{b}{2a}$ の 1 点に重なる。だから重解の値は判別式を計算しなくても書けます。$k$ を含む式で $D = 0$ とおく手順、$x^2$ の係数に文字があるときの分け方、放物線と直線が接する条件、$(2x-3)^2$ の重解を $3$ と書く誤りまで。