2直線の交点 008

2直線の交点 008 ★★★

下の図の2直線 ℓ、m の交点の座標を求めなさい。

2直線 ℓ と m右上がりの直線 ℓ と右下がりの直線 m が交わっている。ℓ は y 軸と (0, -2) で交わり、(2, 4) を通る。m は (0, 3) と (2, 1) を通る。交点は目もりの交わる点にはない。xyℓm-2-11234-3-2-11234O

まず、答えを入れてみよう:座標

(,)

わからなくても大丈夫! 下の「ヒントをひとつずつ見る」を押すと、「1. 図」から順に考えられるよ。

どの形式で解くか、上のボタンでえらべるよ。

✏ 答案に書く の枠が、答案(ノート)に書くこと。そのほかは解説だよ。最後に「模範答案」があるよ。

1. 図

表や図で、わかっている数(組・点・式)と、求める「?」を見つけよう。

グラフが通る目もりの点を読むℓ は (0, -2) と (2, 4)、m は (0, 3) と (2, 1) を通る。交点は「?」。xyℓm交点は?-2-11234-3-2-11234O(0, -2)(2, 4)(0, 3)(2, 1)

交点は、目もりの交わる点にないね。目で読まずに、目もりの交わる点を通る所から式を求めよう。

2. おく

x と y が何の量かを1文で書いて、関係の形を決めよう。1次関数なら y=ax+b とおくよ。おいた式の文字は、まだわからない数だね。

✏ 答案に書く

グラフの横の軸を x 軸、たての軸を y 軸とする。

ℓ は y 軸上の点 (0, -2) と点 (2, 4) を通る直線だから、y=ax+b とおく。

m は2点 (0, 3)、(2, 1) を通る直線だから、y=cx+d とおく。

解説:a・b・c・d は、まだわからない数。次の「3. 入れる」で、わかっていることを使って決めるよ。

3. 入れる

わかっている x と y の組(や、傾き・切片)を、おいた式に入れよう。

✏ 答案に書く

ℓ:

ℓ が y 軸と交わる点は (0, -2)、つまり切片が -2 だから、b=-2。y=ax-2 に x=2、y=4 を代入すると、

4=a×2-2

m:

x=0 のとき y=3 だから、y=cx+d の d は 3。

x=2 のとき y=1 を y=cx+3 に代入すると、

1=c×2+3

4. 求める

おいた式のわからない数(a と b など)を求めよう。2組わかっているときは、変化の割合か連立方程式で求めるよ。

✏ 答案に書く

ℓ:

2a=4-(-2)=6

a=6÷2=3

m:

d=3

2c=1-3=-2

c=-2÷2=-1

5. 式にする

求めた数を、おいた式に戻すと、x と y の関係が1つの式になるよ。

✏ 答案に書く

ℓ:

a=3、b=-2 を y=ax+b に戻すと、

y=3x-2

m:

c=-1、d=3 を y=cx+d に戻すと、

y=-x+3

6. 使う

式ができれば、どんな x でも y がわかる。聞かれている数を求めよう。

✏ 答案に書く

交点では、ℓ と m の y の値が等しい。

2つの式の y を等しいとおくと、3x-2=-x+3

4x=5

x=5÷4=54

x=5/4 を y=3x-2 に代入すると、y=3×54-2=74

7. 確かめる

はじめの組や、ほかの組に戻して、式が合っているか確かめよう。

✏ 答案に書く

ℓ が通る点の組、x=2、y=4 を y=3x-2 に入れると、y=3×2-2=4。合っている。

m が通る点の組、x=2、y=1 を y=-x+3 に入れると、y=-2+3=1。合っている。

交点の組、x=5/4、y=7/4 を y=-x+3 に入れると、y=-54+3=74。合っている。

解説:答えを問題の場面に戻すと

x=5/4 は 1 と 2 の間、y=7/4 も 1 と 2 の間で、図の交点の位置と合う。目もりの交わる点にないので、図から読むだけでは求められない。

✏ 答案に書く

2直線 ℓ、m の交点の座標は (54, 74) である。

答え (54, 74)

模範答案

答案(ノート)には、右側の文と式を上から順に書こう。色の枠 は段階の名前だから、答案には書かないよ。

  1. おくグラフの横の軸を x 軸、たての軸を y 軸とする。
    ℓ は y 軸上の点 (0, -2) と点 (2, 4) を通る直線だから、y=ax+b とおく。
    m は2点 (0, 3)、(2, 1) を通る直線だから、y=cx+d とおく。
  2. 入れるℓ:
    ℓ が y 軸と交わる点は (0, -2)、つまり切片が -2 だから、b=-2。y=ax-2 に x=2、y=4 を代入すると、
    4=a×2-2
    m:
    x=0 のとき y=3 だから、y=cx+d の d は 3。
    x=2 のとき y=1 を y=cx+3 に代入すると、
    1=c×2+3
  3. 求めるℓ:
    2a=4-(-2)=6
    a=6÷2=3
    m:
    d=3
    2c=1-3=-2
    c=-2÷2=-1
  4. 式にするℓ:
    a=3、b=-2 を y=ax+b に戻すと、
    y=3x-2
    m:
    c=-1、d=3 を y=cx+d に戻すと、
    y=-x+3
  5. 使う交点では、ℓ と m の y の値が等しい。
    2つの式の y を等しいとおくと、3x-2=-x+3
    4x=5
    x=5÷4=54
    x=5/4 を y=3x-2 に代入すると、y=3×54-2=74
  6. 確かめるℓ が通る点の組、x=2、y=4 を y=3x-2 に入れると、y=3×2-2=4。合っている。
    m が通る点の組、x=2、y=1 を y=-x+3 に入れると、y=-2+3=1。合っている。
    交点の組、x=5/4、y=7/4 を y=-x+3 に入れると、y=-54+3=74。合っている。
    2直線 ℓ、m の交点の座標は (54, 74) である。
    答え (54, 74)

もっと見たい人へ(開くと表示されるよ)

その形でおける理由を自分の言葉で書く(「2. おく」のふり返り)

自分の言葉で書くと、ぐっとわかるようになるよ。

「2. おく」で、y=ax+b・y=cx+d とおいたね。
なぜ、その形でおけると言えるのかな? 自分の言葉で書いてみよう。

ヒント:問題文の言葉や、表で x が2倍・3倍になったときの y の変わり方を使って書こう。

模範を見る

ℓ も m も直線だから、ℓ は y=ax+b、m は y=cx+d とおける。グラフが目もりの交わる点を通る所を読めば、a・b と c・d が求められる。交点では、2つの式の y が等しい。

間違い探し

まちがいは、伸びる材料だよ。どこが違うか探してみよう。

この問題で起きやすいまちがいを、つまずきやすいポイントごとに並べたよ。どこが違うか考えてから開いてみよう。

グラフ・座標の読みちがいつまずきやすい段階:「図」

Aさんはこう書きました:(1, 2) どこが違う?

なぜそう書きたくなる?交点が目もりの交わる点にないのに、近くの目もりを読んでしまう。

どう確かめる?x=1 を2つの式に入れると、ℓ は y=1、m は y=2 で等しくない。交点は、式を連立して計算で求める。

気づくコツ:座標は (x, y) の順。まず横(x)、次にたて(y)を読むよ。目もり1つ分がいくつかも確かめよう。

符号のまちがいつまずきやすい段階:「入れる」

Aさんはこう書きました:3x+x=3-2 で 4x=1 どこが違う?

なぜそう書きたくなる?-2 を右辺に移すとき、符号を変え忘れる。

どう確かめる?x=1/4 は図の交点(1 と 2 の間)と合わない。3x+x=3+2 で 4x=5。

気づくコツ:負の数を代入するときは、かっこをつけて (-3) のように書こう。

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よくある間違いをすべて見る

ここまで理解できている?(前の学習)

つまずいたら、前に学んだところに戻っても大丈夫!

この問題は、次のことが分かっていれば解けるよ。1つずつ確かめよう。

  • 点の位置は (x 座標, y 座標) で表す。y 軸上の点は x 座標が 0。

    ためしに1問:原点から左へ2、上へ5 の点の座標は?

    答えを見る

    (-2, 5)

    中1「座標とグラフ」を確かめる
  • 2つの式をひいたり(加減法)、一方を他方に代入したり(代入法)して、文字を1つ消して解く。

    ためしに1問:7=2a+b、1=-a+b を解くと?

    答えを見る

    ひくと 6=3a で a=2、b=3

    中2「連立方程式」を確かめる
  • 分数のわり算は、わる数の逆数をかける。小数は分数になおすと計算しやすいことがある。

    ためしに1問:4÷(2/3) は?

    答えを見る

    4×3/2=6

    小6・中1「分数・小数の計算」を確かめる

学習指導要領の項目:C(1) ア(ウ)/C(1) イ(ア)

前の単元・次の単元

  1. 前に学ぶ単元比例と反比例、1次方程式
  2. いまの単元1次関数(中2)
  3. 次に学ぶ単元関数 y=ax²

関連する単元

分野のつながりは ④関数 のページで見られるよ。