放物線と直線 002
関数 y=ax² のグラフ(放物線)は点 (3, -9) を通ります。この放物線と、点 (0, -4) を通り x 軸に平行な直線 ℓ との交点を A、B とします。原点を O とするとき、△OAB の面積を求めなさい。
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=3 のとき y=-9 だから、y=
-9=
ℓ:
ℓ は点 (0, -4) を通り x 軸に平行なので、ℓ の上の点の y 座標はいつも -4。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:
9a=
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 を y=
y=
ℓ:
k=-4 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、-x2=
x2=
x は、2乗すると 4 になる数だから、x=2 または x=-2。
A と B のうち、x 座標が正の方を B とすると、x=2。
x=2 を y=
A の x 座標は -2 なので、AB の長さは 2-
AB を底辺とすると、高さは原点 O から ℓ までの長さで 4。
△OAB の面積は 12×4×4=
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=3、y=-9 を y=
✏ 答案に書く
△OAB の面積は 8 である。
答え 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=3 のとき y=-9 だから、y=ax2 に代入すると、
-9=a×32
ℓ:
ℓ は点 (0, -4) を通り x 軸に平行なので、ℓ の上の点の y 座標はいつも -4。だから、 - 求める放物線:
9a=-9
a=-9÷9= -1
ℓ:
k=-4 - 式にする放物線:
a=-1 を y=ax2 に戻すと、
y=-x2
ℓ:
k=-4 を y=k に戻すと、
y=-4 - 使う2つの式の y を等しいとおくと、-x2=
-4
x2=4
x は、2乗すると 4 になる数だから、x=2 または x=-2。
A と B のうち、x 座標が正の方を B とすると、x=2。
x=2 を y=-x2 に代入すると、y=-1×22= -4
A の x 座標は -2 なので、AB の長さは 2-(-2)= 。4
AB を底辺とすると、高さは原点 O から ℓ までの長さで 4。
△OAB の面積は 12×4×4=8 。 - 確かめるはじめの組、x=3、y=-9 を y=
-x2 に入れると、y=-1×32= 。合っている。-9
△OAB の面積は 8 である。
答え 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 軸に平行なので y=-4 と表せる(1次関数ではない)。放物線は y 軸について対称だから、交点 A・B も y 軸について対称になる。
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。
符号のまちがいつまずきやすい段階:「入れる」
Aさんはこう書きました:△OAB=(1/2)×4×(-4)=-8 どこが違う?
なぜそう書きたくなる?高さに、座標の -4 をそのまま使ってしまう。
どう確かめる?長さや面積は負の数にならない。原点 O から ℓ までは 4 目もり分。
気づくコツ:負の数を代入するときは、かっこをつけて (-3) のように書こう。
グラフ・座標の読みちがいつまずきやすい段階:「図」
Aさんはこう書きました:AB=2 として △OAB=(1/2)×2×4=4 どこが違う?
なぜそう書きたくなる?B の x 座標だけを見て、AB の長さにしてしまう。
どう確かめる?A(-2, -4) から B(2, -4) までは 2-(-2)=4。放物線は y 軸について対称なので、AB は B の x 座標の 2 倍になる。
気づくコツ:座標は (x, y) の順。まず横(x)、次にたて(y)を読むよ。目もり1つ分がいくつかも確かめよう。
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
- (-3)² は (-3)×(-3)=9。-3² は -(3×3)=-9。かっこの有無で答えが変わる。
中1「正負の数と累乗」を確かめる
ためしに1問:(-4)² は?
答えを見る
16
- 点の位置は (x 座標, y 座標) で表す。座標の見方を使うと、y 軸について対称な点は、x 座標の符号だけが反対になる。
中1「座標」を確かめる
ためしに1問:点 (2, -8) と y 軸について対称な点は?
答えを見る
(-2, -8)