공통수학2집합AI심화 문제 (4점 중반 이후, 킬러 직전)

계수가 연결된 이차방정식의 해집합 조건

문제

두 집합 A={xx2ax+2a=0}A = \left\{ x | x ^{2} - ax + 2 a = 0 \right\}, B={3,4,6}B = \left\{ 3 , 4 , 6 \right\} 에 대하여 AA \ne \emptyset이고 ABA \subset B가 되도록 하는 모든 실수 aa의 값의 합을 구하시오. [4점]

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해설

AA는 공집합이 아닌 BB의 부분집합이므로 방정식 x2ax+2a=0x ^{2} - ax + 2 a = 0의 서로 다른 실근은 모두 3,4,63 , 4 , 6 중에 있다. 두 근의 합은 aa, 두 근의 곱은 2a2 a이므로 (두 근의 곱)=2×= 2 \times(두 근의 합)이어야 한다. (ⅰ) 중근 α\alpha를 가질 때 α2=22α\alpha ^{2} = 2 \cdot 2 \alpha, 즉 α=4\alpha = 4이므로 A={4}A = \left\{ 4 \right\}, a=4+4=8a = 4 + 4 = 8 실제로 x28x+16=(x4)2=0x ^{2} - 8 x + 16 = ( x - 4 ) ^{2} = 0이다. (ⅱ) 서로 다른 두 근 α,β\alpha , \beta를 가질 때 αβ=2(α+β)\alpha \beta = 2 ( \alpha + \beta )이어야 한다. {3,4}\left\{ 3 , 4 \right\}: 121412 \ne 14, {4,6}\left\{ 4 , 6 \right\}: 242024 \ne 20, {3,6}\left\{ 3 , 6 \right\}: 18=1818 = 18 이므로 A={3,6}A = \left\{ 3 , 6 \right\}, a=3+6=9a = 3 + 6 = 9 실제로 x29x+18=(x3)(x6)=0x ^{2} - 9 x + 18 = ( x - 3 ) ( x - 6 ) = 0이다. 따라서 모든 실수 aa의 값의 합은 8+9=178 + 9 = 17

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