1次関数の場面 006
あるばねに 20 g のおもりをつるすと、ばねの長さは 16 cm になり、50 g のおもりをつるすと 22 cm になりました。ばねののびは、おもりの重さに比例します。おもりをつるさないときのばねの長さは何 cm ですか。
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
場面の中で、ともなって変わる2つの量を見つけよう。はじめの量(x=0 のとき)と、1あたりに変わる量はどれかな?
おもりをつるさないのは 0 g のとき。ばねの長さは「はじめの長さ+のび」だよ。
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。
やってみよう:形をえらぶ
x と y の関係は、どの形でおける?
- ヒント1/3:x が1増えるごとに、y はいつも同じだけ変わっているかな? 変わる量が一定(0 ではない同じ量)なら1次関数だよ。
- ヒント2/3:x=0 のときの y(はじめの量)が 0 でなければ、y=ax+b の b がある形だよ。
✏ 答案に書く
おもりの重さを x g、ばねの長さを y cm とする。
ばねの長さは「はじめの長さ+のび」で、のびはおもりの重さに比例するから、y=
解説:a・b 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
x が 20 から 50 まで 30 増えると、y は 16 から 22 まで 6 増える。
1次関数では、変化の割合が a になる。(変化の割合)=(y の増加量)÷(x の増加量)に入れると、
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
a=
y=
b=
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
a=0.2、b=12 を y=
y=
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
おもりをつるさないのは x=0 のとき。そのときの長さは y=
おもりをつるさないときの長さは 12。
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
20 g の組、x=20、y=16 を y=
50 g の組、x=50、y=22 を y=
解説:答えを問題の場面に戻すと
20 g では、のびは 16-12=4 cm。50 g では、のびは 22-12=10 cm。4:10=20:50 で、のびが重さに比例していて、問題と合う。ただし、ばねを強く引きすぎるとのびが比例しなくなるので、この式が使えるのは、ばねがのびすぎない範囲。
✏ 答案に書く
おもりをつるさないときのばねの長さは 12 cm である。
答え 12 cm
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。
- おくおもりの重さを x g、ばねの長さを y cm とする。
ばねの長さは「はじめの長さ+のび」で、のびはおもりの重さに比例するから、y=ax+ とおく。b - 入れるx が 20 から 50 まで 30 増えると、y は 16 から 22 まで 6 増える。
1次関数では、変化の割合が a になる。(変化の割合)=(y の増加量)÷(x の増加量)に入れると、 - 求めるa=
630= 0.2
y=0.2x+ に x=20、y=16 を代入すると、16=b 0.2×20+ b
b=16- 4= 12 - 式にするa=0.2、b=12 を y=
ax+ に戻すと、b
y=0.2x+ 12 - 使うおもりをつるさないのは x=0 のとき。そのときの長さは y=
ax+ の b。b
おもりをつるさないときの長さは 12。 - 確かめる20 g の組、x=20、y=16 を y=
0.2x+ に入れると、y=12 0.2×20+ 。合っている。12= 16
50 g の組、x=50、y=22 を y=0.2x+ に入れると、y=12 0.2×50+ 。合っている。12= 22
おもりをつるさないときのばねの長さは 12 cm である。
答え 12 cm
解けたね! どうしてその形でおけたのか、自分の言葉で言えたかな? 次は、ちがう分野の問題にも挑戦してみよう。
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=
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
ばねの長さは、おもりをつるさないときの長さ(b)に、重さに比例するのび(ax)をたしたものだから。
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。
増加量・変化の割合のまちがいつまずきやすい段階:「求める」
Aさんはこう書きました:a=30÷6=5 どこが違う?
なぜそう書きたくなる?(x の増加量)÷(y の増加量)と、逆にわってしまう。
どう確かめる?1 g で 5 cm ものびるなら、20 g で 100 cm ものびてしまう。a=(y の増加量)÷(x の増加量)=6÷30。
気づくコツ:(y の増加量)÷(x の増加量)。どちらも「あと-まえ」の順でひき算しよう。
増加量・変化の割合のまちがいつまずきやすい段階:「求める」
Aさんはこう書きました:16-6=10(cm) どこが違う?
なぜそう書きたくなる?30 g ぶんののび(6 cm)を、20 g ぶんののびとまちがえる。
どう確かめる?1 g で 0.2 cm のびるから、20 g ではのびは 4 cm。16-4=12。
気づくコツ:(y の増加量)÷(x の増加量)。どちらも「あと-まえ」の順でひき算しよう。
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。
- 比例は y=ax。x が1増えると y は a ずつ増え、グラフは原点を通る直線になる。
中1「比例と反比例」を確かめる
ためしに1問:y は x に比例し、x=3 のとき y=-12。比例定数は?
答えを見る
-12÷3=-4
- 移項して、x の項を左に、数の項を右に集めてから、x の係数でわる。
中1「1次方程式」を確かめる
ためしに1問:5=3+b を解くと?
答えを見る
b=2
- 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。
小6・中1「分数・小数の計算」を確かめる
ためしに1問:4÷(2/3) は?
答えを見る
4×3/2=6