【質問】数学Ⅰ:連立不等式の場合分け

〔質問〕
x2-3x-4<0
ax2-(4a+1)x+2(2a+1)<0
を共に満たす整数 x がちょうど1個だけあるように、定数 a の値の範囲を求めよ、という問題ですが、どのように場合分けしたらよいですか?
〔回答〕
それぞれの不等式の解(範囲)を求めます。すると、1つ目は -1<x<4 となります。
一方、2つ目は、因数分解していけば 1/2 と (2a+1)/a というのが出てきます。両者を比べて、1/2<(2a+1)/a となるような時であれば、不等式の解は 1/2<x<(2a+1)/a、そうでなければ逆の (2a+1)/a<x<1/2 ということになります。この2つで場合分けして、1つ目の -1<x<4 と照らし合わせてください。
※ 注意点!
今回、「2次」不等式と書かれていませんので、a=0 の場合(1次不等式)を考えておく必要があります。a=0 のとき、2つ目の不等式は -x+1<0 ということになり、x>1 として解が存在します(実際には、1つ目の不等式と照らし合わせたら x=2, 3 がOKとなってしまい、問題には不適ですが…)
ですので、実際には、これも含めた3つのケースで場合分けが必要です

 

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