放物線と直線 004

放物線と直線 004 ★★☆

関数 y=ax² のグラフ(放物線)は点 (6, -9) を通ります。また、直線 ℓ は傾きが 1/2 で、点 (4, 0) を通ります。放物線と直線 ℓ の交点のうち、x 座標が負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?

放物線と直線 ℓ が通る点放物線は点 (6, -9) を通る。ℓ は傾き 1/2 で点 (4, 0) を通る。2つの交点は「?」。xy放物線ℓ??O(6, -9)(4, 0)

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 は傾きと通る1点がわかっている直線だから、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=6 のとき y=-9 だから、y=ax2 に代入すると、

-9=a×62

ℓ:

傾きが 1/2 だから、m=1/2。y=12x+n に x=4、y=0 を代入すると、

0=12×4+n

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:

36a=-9

a=-9÷36=-14

ℓ:

0=2+n

n=0-2=-2

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=-1/4 を y=ax2 に戻すと、

y=-14x2

ℓ:

m=1/2、n=-2 を y=mx+n に戻すと、

y=12x-2

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、-14x2=12x-2

移項して整理すると、x2+2x-8=0

(x+4)(x-2)=0

x=-4、2

x 座標が負の点だから、x=-4。

x=-4 を y=-14x2 に代入すると、y=-14×(-4)2=-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

放物線が通る点の組、x=6、y=-9 を y=-14x2 に入れると、y=-14×62=-9。合っている。

ℓ が通る点の組、x=4、y=0 を y=12x-2 に入れると、y=12×4-2=0。合っている。

求めた交点の組、x=-4、y=-4 を y=12x-2 に入れると、y=12×(-4)-2=-4。合っている。

✏ 答案に書く

放物線と直線 ℓ の交点のうち、x 座標が負の点の座標は (-4, -4) である。

答え (-4, -4)

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 は傾きと通る1点がわかっている直線だから、y=mx+n とおく。
  2. 入れる放物線:
    x=6 のとき y=-9 だから、y=ax2 に代入すると、
    -9=a×62
    ℓ:
    傾きが 1/2 だから、m=1/2。y=12x+n に x=4、y=0 を代入すると、
    0=12×4+n
  3. 求める放物線:
    36a=-9
    a=-9÷36=-14
    ℓ:
    0=2+n
    n=0-2=-2
  4. 式にする放物線:
    a=-1/4 を y=ax2 に戻すと、
    y=-14x2
    ℓ:
    m=1/2、n=-2 を y=mx+n に戻すと、
    y=12x-2
  5. 使う2つの式の y を等しいとおくと、-14x2=12x-2
    移項して整理すると、x2+2x-8=0
    (x+4)(x-2)=0
    x=-4、2
    x 座標が負の点だから、x=-4。
    x=-4 を y=-14x2 に代入すると、y=-14×(-4)2=-4
  6. 確かめる放物線が通る点の組、x=6、y=-9 を y=-14x2 に入れると、y=-14×62=-9。合っている。
    ℓ が通る点の組、x=4、y=0 を y=12x-2 に入れると、y=12×4-2=0。合っている。
    求めた交点の組、x=-4、y=-4 を y=12x-2 に入れると、y=12×(-4)-2=-4。合っている。
    放物線と直線 ℓ の交点のうち、x 座標が負の点の座標は (-4, -4) である。
    答え (-4, -4)

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 のグラフだから y=ax²、ℓ は直線だから y=mx+n とおける。交点は両方のグラフの上にあるので、交点の x 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:(2, -1) どこが違う?

なぜそう書きたくなる?2つの交点のうち、どちらを聞かれているかを確かめずに答えてしまう。

どう確かめる?x²+2x-8=0 の解は x=-4、2。x 座標が負の点は x=-4。

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:y=-(1/4)×(-4)²=-(1/4)×(-16)=4 どこが違う?

なぜそう書きたくなる?(-4)² を -16 と計算してしまう。

どう確かめる?(-4)²=16 なので y=-(1/4)×16=-4。下に開く放物線の上の点は、y 座標が 0 以下になる。ℓ の式に x=-4 を入れても y=(1/2)×(-4)-2=-4 で合う。

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。

  • 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
  • x²+px+q=0 は、左辺を因数分解できるときは、因数分解して「A×B=0 なら A=0 または B=0」で解く。

    ためしに1問:x²-2x-8=0 を解くと?

    答えを見る

    (x+2)(x-4)=0 で x=-2、4

    中3「2次方程式」を確かめる
  • x²+(a+b)x+ab=(x+a)(x+b)。たして x の係数、かけて定数の項になる2数 a、b をさがす。

    ためしに1問:x²-5x+6 を因数分解すると?

    答えを見る

    (x-2)(x-3)

    中3「因数分解」を確かめる
  • (-3)² は (-3)×(-3)=9。-3² は -(3×3)=-9。かっこの有無で答えが変わる。

    ためしに1問:(-4)² は?

    答えを見る

    16

    中1「正負の数と累乗」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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分野のつながりは ④関数 のページで見られるよ。