放物線と直線 001

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。

まず、答えを入れてみよう:座標

(,)

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?

放物線と、x 軸に平行な直線 ℓ放物線は点 (-2, 2) を通る。ℓ は点 (0, 8) を通り x 軸に平行。2つの交点は「?」。xy放物線ℓ??O(-2, 2)(0, 8)

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=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。

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=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、

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=2

a=2÷4=12

ℓ:

k=8

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=ax2 に戻すと、

y=12x2

ℓ:

k=8 を y=k に戻すと、

y=8

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=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

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=12x2 に入れると、y=12×(-2)2=2。合っている。

✏ 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。

  1. 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。
  2. 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、
  3. 求める放物線:
    4a=2
    a=2÷4=12
    ℓ:
    k=8
  4. 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
  5. 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
  6. 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=2。合っている。
    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)

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=k 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。

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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。

  • 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。

    ためしに1問:x²=49 を満たす x は?

    答えを見る

    x=7、-7

    中3「平方根」を確かめる
  • 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

学習指導要領の項目:C(1) イ(ア)/C(1) イ(イ)

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  1. 前に学ぶ単元1次関数
  2. いまの単元関数 y=ax²(中3)
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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。