放物線と直線 011

放物線と直線 011 ★★★

関数 y=ax² のグラフ(放物線)は点 (3, 3) を通ります。直線 ℓ は2点 (-6, 0)、(2, 8) を通り、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。

放物線と直線 ℓ、△OAB上に開いた放物線と右上がりの直線 ℓ が A、B で交わる。原点 O と A、B を結んだ三角形。xy放物線ℓOAB

分数は 3/4、負の数は -2 のように書いてね。

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?

わかっている点放物線は点 (3, 3) を通る。ℓ は点 (-6, 0) と (2, 8) を通る。△OAB の面積は「?」。xy放物線ℓO(3, 3)(-6, 0)(2, 8)AB

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2点を通る直線だから、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=3 のとき y=3 だから、y=ax2 に代入すると、

3=a×32

ℓ:

x=-6 のとき y=0 だから、0=-6m+n …①

x=2 のとき y=8 だから、8=2m+n …②

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=3

a=3÷9=13

ℓ:

②-①より、8=8m

m=8÷8=1

m=1 を①に代入すると、0=1×(-6)+n

n=0-(-6)=6

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=1/3 を y=ax2 に戻すと、

y=13x2

ℓ:

m=1、n=6 を y=mx+n に戻すと、

y=x+6

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、13x2=x+6

移項して整理すると、x2-3x-18=0

(x+3)(x-6)=0

x=-3、6

B の x 座標は正だから、x=6。

x=6 を y=13x2 に代入すると、y=13×62=12

A の x 座標は -3、B の x 座標は 6。ℓ と y 軸の交点を C とすると、C(0, 6)。

△OAB を y 軸で △OAC と △OBC に分けると、どちらも OC=6 を底辺とし、高さはそれぞれ 3 と 6 になる。

△OAB=12×6×3+12×6×6=27

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=3、y=3 を y=13x2 に入れると、y=13×32=3。合っている。

ℓ が通る点の組、x=-6、y=0 を y=x+6 に入れると、y=(-6)+6=0。合っている。

求めた点 B の組、x=6、y=12 を y=x+6 に入れると、y=6+6=12。合っている。

✏ 答案に書く

△OAB の面積は 27 である。

答え 27

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2点を通る直線だから、y=mx+n とおく。
  2. 入れる放物線:
    x=3 のとき y=3 だから、y=ax2 に代入すると、
    3=a×32
    ℓ:
    x=-6 のとき y=0 だから、0=-6m+n …①
    x=2 のとき y=8 だから、8=2m+n …②
  3. 求める放物線:
    9a=3
    a=3÷9=13
    ℓ:
    ②-①より、8=8m
    m=8÷8=1
    m=1 を①に代入すると、0=1×(-6)+n
    n=0-(-6)=6
  4. 式にする放物線:
    a=1/3 を y=ax2 に戻すと、
    y=13x2
    ℓ:
    m=1、n=6 を y=mx+n に戻すと、
    y=x+6
  5. 使う2つの式の y を等しいとおくと、13x2=x+6
    移項して整理すると、x2-3x-18=0
    (x+3)(x-6)=0
    x=-3、6
    B の x 座標は正だから、x=6。
    x=6 を y=13x2 に代入すると、y=13×62=12
    A の x 座標は -3、B の x 座標は 6。ℓ と y 軸の交点を C とすると、C(0, 6)。
    △OAB を y 軸で △OAC と △OBC に分けると、どちらも OC=6 を底辺とし、高さはそれぞれ 3 と 6 になる。
    △OAB=12×6×3+12×6×6=27
  6. 確かめる放物線が通る点の組、x=3、y=3 を y=13x2 に入れると、y=13×32=3。合っている。
    ℓ が通る点の組、x=-6、y=0 を y=x+6 に入れると、y=(-6)+6=0。合っている。
    求めた点 B の組、x=6、y=12 を y=x+6 に入れると、y=6+6=12。合っている。
    △OAB の面積は 27 である。
    答え 27

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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 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)×6×6=18 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)×6×3+(1/2)×6×12=45 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 3 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。

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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。