放物線と直線 001
関数 y=ax² のグラフ(放物線)は点 (-2, 2) を通ります。この放物線と、点 (0, 8) を通り x 軸に平行な直線 ℓ との交点のうち、x 座標が正の点の座標を求めなさい。
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. 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
グラフの横の軸を x 軸、たての軸を y 軸とする。
放物線は関数 y=ax² のグラフだと問題文にあるから、y=
ℓ は x 軸に平行な直線で、どの点でも y 座標が同じだから、y=
解説:a・k 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=2 だから、y=
2=
ℓ:
ℓ は点 (0, 8) を通り x 軸に平行なので、ℓ の上の点の y 座標はいつも 8。だから、
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=
a=
ℓ:
k=
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=1/2 を y=
y=
ℓ:
k=8 を y=
y=
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
2つの式の y を等しいとおくと、12x2=
x2=
x は、2乗すると 16 になる数だから、x=4 または x=-4。
x 座標が正の点だから、x=4。
x=4 を y=
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=2 を y=
✏ 答案に書く
放物線と直線 ℓ の交点のうち、x 座標が正の点の座標は (4, 8) である。
答え (4, 8)
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。
- おくグラフの横の軸を x 軸、たての軸を y 軸とする。
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 x 軸に平行な直線で、どの点でも y 座標が同じだから、y=k とおく。 - 入れる放物線:
x=-2 のとき y=2 だから、y=ax2 に代入すると、
2=a×(-2)2
ℓ:
ℓ は点 (0, 8) を通り x 軸に平行なので、ℓ の上の点の y 座標はいつも 8。だから、 - 求める放物線:
4a=2
a=2÷4= 12
ℓ:
k=8 - 式にする放物線:
a=1/2 を y=ax2 に戻すと、
y=12x2
ℓ:
k=8 を y=k に戻すと、
y=8 - 使う2つの式の y を等しいとおくと、12x2=
8
x2=16
x は、2乗すると 16 になる数だから、x=4 または x=-4。
x 座標が正の点だから、x=4。
x=4 を y=12x2 に代入すると、y=12×42= 8 - 確かめるはじめの組、x=-2、y=2 を y=
12x2 に入れると、y=12×(-2)2= 。合っている。2
放物線と直線 ℓ の交点のうち、x 座標が正の点の座標は (4, 8) である。
答え (4, 8)
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
放物線は関数 y=ax² のグラフだから y=ax² とおける。ℓ は x 軸に平行な直線なので、どの点でも y 座標が 8 で、y=8 と表せる(中2「方程式とグラフ」)。y=8 は x が変わっても y が変わらないので、1次関数ではない。交点では、2つの式の y の値が等しい。
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。
聞かれていることとのずれつまずきやすい段階:「確かめる」
Aさんはこう書きました:(-4, 8) どこが違う?
なぜそう書きたくなる?計算で出てきた2つの x のうち、どちらを選ぶかを確かめずに答えてしまう。
どう確かめる?x²=16 から x=4、-4。問題は x 座標が正の点なので (4, 8)。
気づくコツ:最後に問題文をもう一度読んで、聞かれている量(x か y か、何の量か)で答えよう。
2乗の計算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:(1/2)x²=8 から x²=4、x=2 どこが違う?
なぜそう書きたくなる?両辺を 2 倍するところを、2 でわってしまう。
どう確かめる?x=2 を y=(1/2)x² に入れると y=2 で、ℓ の y=8 と合わない。両辺を 2 倍して x²=16。
気づくコツ:x² は x×x。(-3)² は 9、-3² は -9 だよ。2倍ではなく、同じ数を2回かけるよ。
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。
- 2乗すると a になる数を a の平方根という。正の数の平方根は、正と負の2つある。
中3「平方根」を確かめる
ためしに1問:x²=49 を満たす x は?
答えを見る
x=7、-7
- 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。
中2「1次関数」を確かめる
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