大学入試センター試験 2012年(平成24年) 本試 数学ⅠA 第1問 [1] 解説

(1)

$2x+1=A$とすると、不等式は
$|A|\leqq 3$
より、
$-3\leqq A\leqq 3$
となる。この$A$をもとにもどして、
$-3\leqq 2x+1\leqq 3$
3辺から$1$を引いて、
$-4\leqq 2x\leqq 2$
3辺を$2$で割って、
$-2\leqq x\leqq 1$
である。

解答ア:-, イ:2, ウ:1

(2)

(1)と全く同じことをしよう。

$2x+1=A$とすると、①式は
$|A|\leqq a$
より、
$-a\leqq A\leqq a$
となる。

この$A$をもとにもどして、
$-a\leqq 2x+1\leqq a$
3辺から$1$を引いて、
$-a-1\leqq 2x\leqq a-1$
3辺を$2$で割って、
$\displaystyle \frac{-a-1}{2}\leqq x\leqq\frac{a-1}{2}$式A
である。

解答エ:1, オ:2

(3)

$a=3$のとき、①式は(1)の不等式と同じ式になるので、
$-2\leqq x\leqq 1$
である。
これを満たす整数は、
$-2$,$-1$,$0$,$1$の4個。

解答カ:4

式Aをさらに変形すると
$-\displaystyle \frac{1}{2}-\frac{a}{2}\leqq x\leqq-\frac{1}{2}+\frac{a}{2}$
なので、不等式の解の範囲は$-\displaystyle \frac{1}{2}$を中心に左右に$\displaystyle \frac{a}{2}$である。(図A)

図A
大学入試センター試験2012年本試 数学ⅠA第1問[1] 解説図A

図Aより、$N$が$4$よりも大きくなるのは、不等式の解の範囲に$-3$と$2$が入るときであることが分かる。
つまり、解の範囲の右端の$\displaystyle \frac{a-1}{2}$が
$2\displaystyle \leqq\frac{a-1}{2}$
になればよい。

これを解いて、
$4\leqq a-1$
$5\leqq a$
である。
以上より、$N$が$4$よりも大きくなる最小の$a$は$5$である。

解答キ:5