変域 013

変域 013 ★★★

関数 y=ax² で、x の変域が -4≦x≦2 のとき、y の変域は 0≦y≦8 です。a の値を求めなさい。

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?

y の変域から読みとれる組y の変域 0≦y≦8 から、x=0 のとき y=0、x=-4 のとき y=8。x=2 のときの y は「?」。x-402y80?

y の変域が 0 以上だから、グラフは上に開く(a>0)。y がいちばん大きい 8 になるのは、x の変域の両はしのうち、0 から遠い x=-4 のときだよ。

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。

やってみよう:形をえらぶ

x と y の関係は、どの形でおける?

おく式の形

✏ 答案に書く

x と y は、問題文のとおりとする。

関数が y=ax² の形だと問題文に書いてあるから、y=ax2 とおく。

解説:a 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

x=-4 のとき y=8 だから、y=ax2 に代入すると、

8=a×(-4)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

16a=8

a=8÷16=12

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

a=1/2 を y=ax2 に戻すと、

y=12x2

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

求めた式で、x の変域が -4≦x≦2 のときの y の変域を確かめる。

x=-4 のとき y=8、x=2 のとき y=2。

x の変域に 0 がふくまれるので、x=0 のとき y=0 がいちばん小さい値になる。

いちばん大きい値は、0 から遠い方のはし x=-4 のときの y=8。

y の変域は、0≦y≦8

a の値は 1/2。

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

はじめの組、x=-4、y=8 を y=12x2 に入れると、y=12×(-4)2=8。合っている。

✏ 答案に書く

a の値は 1/2 である。

答え a=1/2

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x と y は、問題文のとおりとする。
    関数が y=ax² の形だと問題文に書いてあるから、y=ax2 とおく。
  2. 入れるx=-4 のとき y=8 だから、y=ax2 に代入すると、
    8=a×(-4)2
  3. 求める16a=8
    a=8÷16=12
  4. 式にするa=1/2 を y=ax2 に戻すと、
    y=12x2
  5. 使う求めた式で、x の変域が -4≦x≦2 のときの y の変域を確かめる。
    x=-4 のとき y=8、x=2 のとき y=2。
    x の変域に 0 がふくまれるので、x=0 のとき y=0 がいちばん小さい値になる。
    いちばん大きい値は、0 から遠い方のはし x=-4 のときの y=8。
    y の変域は、0≦y≦8
    a の値は 1/2。
  6. 確かめるはじめの組、x=-4、y=8 を y=12x2 に入れると、y=12×(-4)2=8。合っている。
    a の値は 1/2 である。
    答え a=1/2

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 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

問題文に「関数 y=ax²」とあるから。y の変域から、グラフが上に開くことと、y がいちばん大きくなる点がわかる。

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。

変域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:x=2 のとき y=8 として 4a=8、a=2 どこが違う?

なぜそう書きたくなる?x の変域の右はし(大きい方)で、y がいちばん大きくなると考えてしまう。

どう確かめる?a=2 だと x=-4 のとき y=32 になり、y の変域が 0≦y≦8 にならない。x² は x=-4 のときの方が大きい。

気づくコツ:両はしの値だけでなく、途中でいちばん大きく・小さくなる所がないか、グラフで確かめよう。

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:-4²=-16 → a=-1/2 どこが違う?

なぜそう書きたくなる?負の数の2乗で、かっこを忘れてしまう。

どう確かめる?a が負の数だと y は 0 以下になり、0≦y≦8 と合わない。(-4)²=16 で 16a=8。

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。

  • ≦ はその数をふくむ、< はふくまない。変域は「小さい方 ≦ y ≦ 大きい方」の順に書く。

    ためしに1問:「y は 0 以上 18 以下」を不等号で表すと?

    答えを見る

    0≦y≦18

    中1「不等号と変域」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) ア(ア)/C(1) イ(ア)

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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。