放物線と直線 008
関数 y=ax² のグラフ(放物線)は点 (4, 4) を通ります。直線 ℓ は x 軸と点 (-3, 0) で、y 軸と点 (0, 3) で交わり、放物線と2点 A、B で交わります(A の x 座標は負、B の x 座標は正)。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・y 軸との交わる点がわかっている直線だから、y=
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=4 のとき y=4 だから、y=
4=
ℓ:
x=0 のとき y=3 だから、y=
x=-3 のとき y=0 を y=
0=
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:
16a=
a=
ℓ:
n=
-3m=
m=
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=
y=
ℓ:
m=1、n=3 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、14x2=
移項して整理すると、x2-
(x+
x=-2、6
B の x 座標は正だから、x=6。
x=6 を y=
A の x 座標は -2、B の x 座標は 6。ℓ と y 軸の交点を C とすると、C(0, 3)。
△OAB を y 軸で △OAC と △OBC に分けると、どちらも OC=3 を底辺とし、高さはそれぞれ 2 と 6 になる。
△OAB=12×3×2+
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=4、y=4 を y=
ℓ が通る点の組、x=-3、y=0 を y=
求めた点 B の組、x=6、y=9 を y=
✏ 答案に書く
△OAB の面積は 12 である。
答え 12
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・y 軸との交わる点がわかっている直線だから、y=mx+ とおく。n - 入れる放物線:
x=4 のとき y=4 だから、y=ax2 に代入すると、
4=a×42
ℓ:
x=0 のとき y=3 だから、y=mx+ の n は 3。n
x=-3 のとき y=0 を y=mx+ に代入すると、3
0=m×(-3)+ 3 - 求める放物線:
16a=4
a=4÷16= 14
ℓ:
n=3
-3m=0- 3= -3
m=-3÷(-3)= 1 - 式にする放物線:
a=1/4 を y=ax2 に戻すと、
y=14x2
ℓ:
m=1、n=3 を y=mx+ に戻すと、n
y=x+ 3 - 使う2つの式の y を等しいとおくと、14x2=
x+ 3
移項して整理すると、x2-4x- 12= 0
(x+2)(x- 6)= 0
x=-2、6
B の x 座標は正だから、x=6。
x=6 を y=14x2 に代入すると、y=14×62= 9
A の x 座標は -2、B の x 座標は 6。ℓ と y 軸の交点を C とすると、C(0, 3)。
△OAB を y 軸で △OAC と △OBC に分けると、どちらも OC=3 を底辺とし、高さはそれぞれ 2 と 6 になる。
△OAB=12×3×2+12×3×6= 12 - 確かめる放物線が通る点の組、x=4、y=4 を y=
14x2 に入れると、y=14×42= 。合っている。4
ℓ が通る点の組、x=-3、y=0 を y=x+ に入れると、y=3 (-3)+ 。合っている。3= 0
求めた点 B の組、x=6、y=9 を y=x+ に入れると、y=3 6+ 。合っている。3= 9
△OAB の面積は 12 である。
答え 12
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、ℓ は直線だから y=mx+n とおける。交点 A・B の座標がわかれば、y 軸で三角形を分けて、面積を求められる。
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。
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:△OAB=△OBC=(1/2)×3×6=9 どこが違う?
なぜそう書きたくなる?B の方の三角形だけを見て、A の側を忘れてしまう。
どう確かめる?A は y 軸の左、B は右にある。y 軸で2つに分けて、両方をたす。
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。
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:(1/2)×3×1+(1/2)×3×9=15 どこが違う?
なぜそう書きたくなる?底辺が y 軸の上にあるのに、高さに y 座標を使ってしまう。
どう確かめる?底辺 OC は y 軸の上。高さは A・B から y 軸までの長さで、x 座標の絶対値の 2 と 6。
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。
- 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
- 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。
中3「2次方程式」を確かめる
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
- 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。
中3「因数分解」を確かめる
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)