1次関数の場面 006

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。

分数は 3/4、負の数は -2 のように書いてね。

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

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?

おもりの重さとばねの長さ20 g で 16 cm、50 g で 22 cm。重さが 30 g 増えると長さは 6 cm 増える。0 g のときの長さは「?」。おもり(g)02050長さ(cm)?1622+30+6

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?

おく式の形

✏ 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=ax+b とおく。

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=630=0.2

y=0.2x+b に x=20、y=16 を代入すると、16=0.2×20+b

b=16-4=12

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=ax+b に戻すと、

y=0.2x+12

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=ax+b の b。

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=0.2x+12 に入れると、y=0.2×20+12=16。合っている。

50 g の組、x=50、y=22 を y=0.2x+12 に入れると、y=0.2×50+12=22。合っている。

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。

  1. 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+b とおく。
  2. 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、
  3. 求めるa=630=0.2
    y=0.2x+b に x=20、y=16 を代入すると、16=0.2×20+b
    b=16-4=12
  4. 式にするa=0.2、b=12 を y=ax+b に戻すと、
    y=0.2x+12
  5. 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+b の b。
    おもりをつるさないときの長さは 12。
  6. 確かめる20 g の組、x=20、y=16 を y=0.2x+12 に入れると、y=0.2×20+12=16。合っている。
    50 g の組、x=50、y=22 を y=0.2x+12 に入れると、y=0.2×50+12=22。合っている。
    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

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 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

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。

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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。

  • 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。

    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

    中1「比例と反比例」を確かめる
  • 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。

    ためしに1問:5=3+b を解くと?

    答えを見る

    b=2

    中1「1次方程式」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(イ)/C(1) イ(イ)

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。