速さ・動く点 006

速さ・動く点 006 ★★☆

長方形 ABCD があり、AB=4 cm、BC=6 cm です。点 P は B を出発し、辺 BC、CD、DA 上を B→C→D→A の順に A まで、毎秒 1 cm の速さで動きます。P が B を出発してから x 秒後の三角形 ABP の面積を y cm² とします。P が辺 DA 上を動くとき(10≦x≦16)、y を x の式で表しなさい。

長方形 ABCD と、辺 DA 上を動く点 P横 6 cm、たて 4 cm の長方形 ABCD。左下が B、右下が C、右上が D、左上が A。点 P は辺 DA の上にあり、三角形 ABP に色がついている。 ABCD6 cm4 cmP

x² は x^2、分数は 12/x 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

グラフや図で、区間ごとに、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?

P が辺 DA 上にあるときの時間と面積P が D にある 10 秒後は 12 cm²、A に着く 16 秒後は 0 cm²。x 秒後の面積は「?」。時間(秒)1016x面積(cm²)120?+6-12

P が D に着くのは BC+CD=6+4=10 秒後で、そのときの面積は 4×6÷2=12 cm²。A に着くのは 16 秒後で、面積は 0 になるよ。

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

P が B を出発してからの時間を x 秒、三角形 ABP の面積を y cm² とする。

P が辺 DA 上にあるとき、三角形 ABP は、高さ AB=4 cm のまま、底辺 AP が 1 秒に 1 cm ずつ一定の割合で短くなるから、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 10 から 16 まで 6 増えると、y は 12 から 0 まで 12 へる。

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=-126=-2

y=-2x+b に x=10、y=12 を代入すると、12=(-2)×10+b

b=12-(-20)=32

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=-2、b=32 を y=ax+b に戻すと、

y=-2x+32

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

求める式は y=-2x+32。

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

P が D にあるときの組、x=10、y=12 を y=-2x+32 に入れると、y=-2×10+32=12。合っている。

P が A にあるときの組、x=16、y=0 を y=-2x+32 に入れると、y=-2×16+32=0。合っている。

13 秒後(AP=3 cm)の組、x=13、y=6 を y=-2x+32 に入れると、y=-2×13+32=6。合っている。

解説:答えを問題の場面に戻すと

たとえば 13 秒後は、P は D から 3 cm 進んで AP=6-3=3 cm。面積は 3×4÷2=6 cm² で、式の値と合う。b=32 は x=0 のときの面積ではない(x=0 のとき P は B にあり、面積は 0)。この式が使えるのは 10≦x≦16 のときだけ。

✏ 答案に書く

P が辺 DA 上を動くとき、y=-2x+32 である。

答え y=-2x+32

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P が B を出発してからの時間を x 秒、三角形 ABP の面積を y cm² とする。
    P が辺 DA 上にあるとき、三角形 ABP は、高さ AB=4 cm のまま、底辺 AP が 1 秒に 1 cm ずつ一定の割合で短くなるから、y=ax+b とおく。
  2. 入れるx が 10 から 16 まで 6 増えると、y は 12 から 0 まで 12 へる。
    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=-126=-2
    y=-2x+b に x=10、y=12 を代入すると、12=(-2)×10+b
    b=12-(-20)=32
  4. 式にするa=-2、b=32 を y=ax+b に戻すと、
    y=-2x+32
  5. 使う求める式は y=-2x+32。
  6. 確かめるP が D にあるときの組、x=10、y=12 を y=-2x+32 に入れると、y=-2×10+32=12。合っている。
    P が A にあるときの組、x=16、y=0 を y=-2x+32 に入れると、y=-2×16+32=0。合っている。
    13 秒後(AP=3 cm)の組、x=13、y=6 を y=-2x+32 に入れると、y=-2×13+32=6。合っている。
    P が辺 DA 上を動くとき、y=-2x+32 である。
    答え y=-2x+32

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

P が辺 DA 上にあるとき、三角形 ABP の高さ AB は 4 cm のままで、底辺 AP が 1 秒に 1 cm ずつ短くなるから。面積は 1 秒ごとに同じ 2 cm² ずつへる。

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。

変域のまちがいつまずきやすい段階:「使う」

Aさんはこう書きました:y=-2x+12 どこが違う?

なぜそう書きたくなる?P が D にあるときを、x=0 のときと思ってしまう。

どう確かめる?x は B を出発してからの時間。P が D にあるのは x=10 のとき。x=10 を入れて 12 になるか確かめる。

気づくコツ:両はしの値だけでなく、途中でいちばん大きく・小さくなる所がないか、グラフで確かめよう。

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=12÷6=2 どこが違う?

なぜそう書きたくなる?y の増加量を、へった量 12 のまま正の数にしてしまう。

どう確かめる?y は 12 から 0 にへるので、増加量は 0-12=-12。a=-12÷6=-2。

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
  • 負の数のひき算は、ひく数の符号を変えてたす。かけ算・わり算は符号を先に決める。

    ためしに1問:-2-(-7) は?

    答えを見る

    5

    中1「正負の数」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。