須磨学園高校のN先生へ

Y君(須磨学園高校1年)が学校の課題として、次のような問題を持ってきました。

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(1)(2)はグラフを書いて考えれば、うまく解くことができます。
ところが(3)は簡単そうで、ちょっとくせ者。

グラフで考えると|β|が|α|よりも大きいことは予想できますが、説明は「グラフより明らか」では×です。

したがって、2つの実数解の和 α+β の正負を求めるか、軸の方程式の正負を求めるか、ということになります。

どっちの解法でも、a^2+a+\frac{1}{a} >0を証明しなくてはなりません。

須磨学園のN先生は、a^2+a\frac{1}{a} とに分けて証明しておられます。
この考えに至るまでに「とても苦労しました」と解答プリントに記されていますが、そのとおり、簡単そうで意外にやっかいです。

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「簡単な方法があれば教えてください」と、生徒にうまい別解を募っておられます。(←こんなふうに生徒に問いかけるなんて、実にいい先生です!)

キノシタは、あんまりスマートではないかもしれませんが、以下のような別解を思い付きました。

  a^2
  \frac{a^2}{2}+\frac{a^2}{2}
と半分ずつに分けて

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a^2+a+\frac{1}{a}=\frac{a^2+2a}{2}+\frac{a^2}{2}+\frac{1}{a}\frac{a^2+2a}{2}+\frac{a^3+2}{2a}

ここで a-2 なので
\frac{a^2+2a}{2}=\frac{a(a+2)}{2} >0
\frac{a^3+2}{2a} >0

a^2+a+\frac{1}{a} >0

したがって、二次関数y=f(x)のグラフの軸がx>0にあるので
|β|>|α|

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この別解、N先生はどう評価されるでしょうか?