質問<3431>2006/10/14
from=みちお
「必要十分条件」


1,連立方程式 
        x+y=a
        xy=b
が実数階を持つための必要十分条件をa,bに関する式で表せ。

2,連立方程式
        x^2+3xy+y^2=a
        x^2+y^2=2
が実数解を持つようなaの範囲を求めよ。

よろしくお願いします。 

★希望★完全解答★

お便り2006/10/15
from=wakky


(1)
解と係数の関係から、x,yは、tに関する二次方程式
t^2-at+b=0・・・① の解である。
これが実数解を持つための必要十分条件は
判別式をDとすると
D=a^2-4b≧0・・・(答)

(2)
質問<3377>で、UnderBirdさんがエレガントに解答されています。
ここでは、(1)が(2)を解くための誘導だと考えて、別解を示します。

x^2+3xy+y^2=a・・・②
x^2+y^2=2・・・③

x+y=α,xy=βとおくと
②より
α^2+β=a・・・④
③より
α^2-2β=2・・・⑤
④-⑤より
β=(a-2)/3
よって④より
α^2=(2a+2)/3
x,yが実数だからαは実数なので
α^2≧0 すなわち (2a+2)/3≧0
∴a≧-1・・・⑥
また(1)の結果から
α^2-4β≧0
したがって
{(2a+2)/3}-{(4a-8)/3}≧0
これを解いて
a≦5・・・⑦
⑥と⑦が同時に満たされればよいから
-1≦a≦5・・・(答)