放物線と直線 005

放物線と直線 005 ★★☆

関数 y=ax² のグラフ(放物線)と直線 ℓ が、2点 A、B で交わっています。点 A の座標は (-1, 1) で、直線 ℓ は点 (0, 3) を通ります。点 B の座標を求めなさい。

放物線と直線 ℓ の交点 A、B上に開いた放物線と、右上がりの直線 ℓ が、左の点 A と右の点 B で交わっている。xy放物線ℓOAB

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?

わかっている点A は (-1, 1)。ℓ は点 (0, 3) も通る。B は「?」。xy放物線ℓ?OA(-1, 1)(0, 3)B

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 は点 A と点 (0, 3) を通る直線だから、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=-1 のとき y=1 だから、y=ax2 に代入すると、

1=a×(-1)2

ℓ:

x=0 のとき y=3 だから、y=mx+n の n は 3。

x=-1 のとき y=1 を y=mx+3 に代入すると、

1=m×(-1)+3

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:

a=1

ℓ:

n=3

-m=1-3=-2

m=-2÷(-1)=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 を y=ax2 に戻すと、

y=x2

ℓ:

m=2、n=3 を y=mx+n に戻すと、

y=2x+3

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=2x+3

移項して整理すると、x2-2x-3=0

(x+1)(x-3)=0

x=-1、3

A の x 座標は -1 なので、もう1つの交点 B は x=3。

x=3 を y=x2 に代入すると、y=32=9

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

放物線の上の点 A の組、x=-1、y=1 を y=x2 に入れると、y=(-1)2=1。合っている。

ℓ が通る点の組、x=0、y=3 を y=2x+3 に入れると、y=2×0+3=3。合っている。

求めた点 B の組、x=3、y=9 を y=2x+3 に入れると、y=2×3+3=9。合っている。

✏ 答案に書く

点 B の座標は (3, 9) である。

答え (3, 9)

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 は点 A と点 (0, 3) を通る直線だから、y=mx+n とおく。
  2. 入れる放物線:
    x=-1 のとき y=1 だから、y=ax2 に代入すると、
    1=a×(-1)2
    ℓ:
    x=0 のとき y=3 だから、y=mx+n の n は 3。
    x=-1 のとき y=1 を y=mx+3 に代入すると、
    1=m×(-1)+3
  3. 求める放物線:
    a=1
    ℓ:
    n=3
    -m=1-3=-2
    m=-2÷(-1)=2
  4. 式にする放物線:
    a=1 を y=ax2 に戻すと、
    y=x2
    ℓ:
    m=2、n=3 を y=mx+n に戻すと、
    y=2x+3
  5. 使う2つの式の y を等しいとおくと、x2=2x+3
    移項して整理すると、x2-2x-3=0
    (x+1)(x-3)=0
    x=-1、3
    A の x 座標は -1 なので、もう1つの交点 B は x=3。
    x=3 を y=x2 に代入すると、y=32=9
  6. 確かめる放物線の上の点 A の組、x=-1、y=1 を y=x2 に入れると、y=(-1)2=1。合っている。
    ℓ が通る点の組、x=0、y=3 を y=2x+3 に入れると、y=2×0+3=3。合っている。
    求めた点 B の組、x=3、y=9 を y=2x+3 に入れると、y=2×3+3=9。合っている。
    点 B の座標は (3, 9) である。
    答え (3, 9)

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 は直線なので y=mx+n とおける。点 A は両方のグラフの上にあるので、A の座標は放物線の式にも ℓ の式にも使える。

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。

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:B(-1, 1) どこが違う?

なぜそう書きたくなる?2次方程式の解で先に出てきた x=-1 を、そのまま B にしてしまう。

どう確かめる?x=-1 は点 A の x 座標。B はもう1つの解 x=3 の点。

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。

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:ℓ の傾きを (3-1)÷(0-1)=-2 とする どこが違う?

なぜそう書きたくなる?x の増加量を 0-1 と計算して、-1 の符号を落としてしまう。

どう確かめる?x の増加量は 0-(-1)=1。傾きは 2÷1=2。グラフでも ℓ は右上がり。

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。

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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

学習指導要領の項目:C(1) イ(ア)/C(1) イ(イ)

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  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。