a とグラフの形・いろいろな関数 007

a とグラフの形・いろいろな関数 007 ★★☆

関数 y=ax² のグラフ(放物線)は点 (2, 4) を通ります。また、1次関数のグラフ ℓ は2点 (0, 1)、(2, 9) を通ります。x の値が 1 から 3 まで増えるときの変化の割合を、この2つの関数でくらべると、どうなりますか。

まず、答えを選んでみよう

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、ともなって変わる2つの量を見つけよう。x が2倍・3倍になると、y はどうなるかな?

2つの関数の x と y放物線は x=2 のとき y=4。ℓ は x=0 のとき y=1、x=2 のとき y=9。x=1 と x=3 のときの y は「?」。x0123放物線の y?4?ℓ の y1?9?

変化の割合は、どちらも(y の増加量)÷(x の増加量)で求められるよ。

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。2乗に比例するなら y=ax² とおくよ。a は、まだわからない数だね。

✏ 答案に書く

x と y は、問題文のとおりとする。

放物線は関数 y=ax² のグラフだと問題文にあるから、y=ax2 とおく。

ℓ は1次関数のグラフだと問題文にあるから、y=mx+n とおく。

解説:a・m・n 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 の組を、おいた式に入れよう。x² を先に計算するよ。

✏ 答案に書く

放物線:

x=2 のとき y=4 だから、y=ax2 に代入すると、

4=a×22

ℓ:

x=0 のとき y=1 だから、y=mx+n の n は 1。

x=2 のとき y=9 を y=mx+1 に代入すると、

9=m×2+1

4. 求める

おいた式の、まだわからない数(a など)についての方程式になったね。y=ax² なら、両辺を x² の値でわろう。関数が2つあるときは、2つ目の式の数(b や、直線の m・n、k など)も、それぞれ求めるよ。

✏ 答案に書く

放物線:

4a=4

a=4÷4=1

ℓ:

n=1

2m=9-1=8

m=8÷2=4

5. 式にする

求めた数(a など)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

放物線:

a=1 を y=ax2 に戻すと、

y=x2

ℓ:

m=4、n=1 を y=mx+n に戻すと、

y=4x+1

6. 使う

式ができれば、どんな x でも y がわかる。y から x を求めるときは、x が2つある場合に気をつけよう。

✏ 答案に書く

放物線の、x が 1 から 3 まで増えるときの変化の割合を求める。

x=1 のとき y=1、x=3 のとき y=9。

(変化の割合)=(y の増加量)÷(x の増加量)だから、

9-13-1=82=4

ℓ の、x が 1 から 3 まで増えるときの変化の割合を求める。

x=1 のとき y=5、x=3 のとき y=13。

(変化の割合)=(y の増加量)÷(x の増加量)だから、

13-53-1=82=4

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

はじめの組、x=2、y=4 を y=x2 に入れると、y=22=4。合っている。

はじめの1つ目の組、x=0、y=1 を y=4x+1 に入れると、y=4×0+1=1。合っている。

はじめの2つ目の組、x=2、y=9 を y=4x+1 に入れると、y=4×2+1=9。合っている。

✏ 答案に書く

x の値が 1 から 3 まで増えるときの変化の割合は、どちらも 4 で等しい。

答え 等しい

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x と y は、問題文のとおりとする。
    放物線は関数 y=ax² のグラフだと問題文にあるから、y=ax2 とおく。
    ℓ は1次関数のグラフだと問題文にあるから、y=mx+n とおく。
  2. 入れる放物線:
    x=2 のとき y=4 だから、y=ax2 に代入すると、
    4=a×22
    ℓ:
    x=0 のとき y=1 だから、y=mx+n の n は 1。
    x=2 のとき y=9 を y=mx+1 に代入すると、
    9=m×2+1
  3. 求める放物線:
    4a=4
    a=4÷4=1
    ℓ:
    n=1
    2m=9-1=8
    m=8÷2=4
  4. 式にする放物線:
    a=1 を y=ax2 に戻すと、
    y=x2
    ℓ:
    m=4、n=1 を y=mx+n に戻すと、
    y=4x+1
  5. 使う放物線の、x が 1 から 3 まで増えるときの変化の割合を求める。
    x=1 のとき y=1、x=3 のとき y=9。
    (変化の割合)=(y の増加量)÷(x の増加量)だから、
    9-13-1=82=4
    ℓ の、x が 1 から 3 まで増えるときの変化の割合を求める。
    x=1 のとき y=5、x=3 のとき y=13。
    (変化の割合)=(y の増加量)÷(x の増加量)だから、
    13-53-1=82=4
  6. 確かめるはじめの組、x=2、y=4 を y=x2 に入れると、y=22=4。合っている。
    はじめの1つ目の組、x=0、y=1 を y=4x+1 に入れると、y=4×0+1=1。合っている。
    はじめの2つ目の組、x=2、y=9 を y=4x+1 に入れると、y=4×2+1=9。合っている。
    x の値が 1 から 3 まで増えるときの変化の割合は、どちらも 4 で等しい。
    答え 等しい

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=ax2・y=mx+n 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

放物線は関数 y=ax² のグラフなので y=ax²、ℓ は1次関数のグラフなので y=mx+n とおける(a は放物線で使ったので、直線の傾きと切片は m・n で表す)。変化の割合は、どちらも(y の増加量)÷(x の増加量)で求められる。

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。

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:放物線の変化の割合は、比例定数の a=1 だから、ℓ の変化の割合 4 より小さい どこが違う?

なぜそう書きたくなる?1次関数 y=mx+n の変化の割合はいつも傾き m(中2の y=ax+b の a)なので、y=ax² の変化の割合も a だと思ってしまう。

どう確かめる?x=1 のとき y=1、x=3 のとき y=9 で、(9-1)÷(3-1)=4。比例定数 a の 1 ではない。

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:2乗の関数の方が、いつも変化の割合が大きい どこが違う?

なぜそう書きたくなる?y=ax² は急に大きくなるという印象だけで判断してしまう。

どう確かめる?区間によって変わる。1 から 3 では 4 で ℓ と同じ。3 から 5 では (25-9)÷2=8 で放物線の方が大きく、-1 から 1 では 0 で ℓ の方が大きい。1次関数の変化の割合はいつも 4 のまま。

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。

↑ 問題と答えの欄にもどる

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。

  • 1次関数 y=ax+b の変化の割合はいつも a で一定。グラフは直線。

    ためしに1問:2点 (1, 2)、(3, 10) を通る直線の式は?

    答えを見る

    a=(10-2)÷(3-1)=4、b=2-4=-2 で、y=4x-2

    中2「1次関数」を確かめる
  • 比例は y=ax。x が2倍になると y も2倍。y=ax² は「x² に比例する」関数。

    ためしに1問:y は x に比例し、x=2 のとき y=6。x=5 のとき y は?

    答えを見る

    a=3 で、y=15

    中1「比例」を確かめる

学習指導要領の項目:C(1) ア(ア)/C(1) イ(ア)/C(1) ア(ウ)

前の単元・次の単元

  1. 前に学ぶ単元1次関数
  2. いまの単元関数 y=ax²(中3)
  3. 次に学ぶ単元高校の数学へ

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。