y=ax² の場面 001

y=ax² の場面 001 ★☆☆

ボールを静かに落とすと、落ちはじめてから x 秒間に落ちる距離 y m は x の2乗に比例し、1秒間ではおよそ 5 m 落ちます(空気の影響は考えない)。4秒間では、およそ何 m 落ちますか。

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?

時間と落ちる距離1 秒間で 5 m 落ちる。4 秒間で落ちる距離は「?」。時間(秒)14距離(m)5?

時間が決まると、落ちる距離がただ1つに決まる。時間が 1 秒から 4 秒へ 4 倍になると、距離は何倍になるかな?

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。

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

落ちはじめてからの時間を x 秒、落ちる距離を y m とする。

落ちる距離は時間の2乗に比例するから、y=ax2 とおく(問題文)。

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=1 のとき y=5 だから、y=ax2 に代入すると、

5=a×12

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

a=5

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=5 を y=ax2 に戻すと、

y=5x2

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

聞かれているのは 4 秒間に落ちる距離だから、x=4 を代入する。

y=5x2 に x=4 を代入すると、

y=5×42=80

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=1、y=5 を y=5x2 に入れると、y=5×12=5。合っている。

解説:答えを問題の場面に戻すと

時間が 4 倍になると、距離は 4²=16 倍。5 m の 16 倍で 80 m になり、式の答えと合う。1 秒間に落ちる距離をもっと正確に 4.9 m とすると 4.9×16=78.4 m なので、「およそ 80 m」は大きさとしておかしくない。

✏ 答案に書く

4 秒間では、およそ 80 m 落ちる。

答え およそ 80 m

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. おく落ちはじめてからの時間を x 秒、落ちる距離を y m とする。
    落ちる距離は時間の2乗に比例するから、y=ax2 とおく(問題文)。
  2. 入れるx=1 のとき y=5 だから、y=ax2 に代入すると、
    5=a×12
  3. 求めるa=5
  4. 式にするa=5 を y=ax2 に戻すと、
    y=5x2
  5. 使う聞かれているのは 4 秒間に落ちる距離だから、x=4 を代入する。
    y=5x2 に x=4 を代入すると、
    y=5×42=80
  6. 確かめるはじめの組、x=1、y=5 を y=5x2 に入れると、y=5×12=5。合っている。
    4 秒間では、およそ 80 m 落ちる。
    答え およそ 80 m

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「x の2乗に比例し」と書いてあるから。2乗に比例するなら y÷x² がいつも同じ数になり、y=ax² とおける。ここでは a は 1 秒間に落ちる距離のおよそ 5 m になる。

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。

形の取りちがえつまずきやすい段階:「おく」

Aさんはこう書きました:y=5x として y=5×4=20 どこが違う?

なぜそう書きたくなる?「1 秒で 5 m」から、1 秒ごとに同じだけ落ちる(比例する)と思ってしまう。

どう確かめる?2乗に比例するので、時間が 2 倍・4 倍になると距離は 4 倍・16 倍。2 秒間でもう 5×4=20 m なので、4 秒間はもっと長いはず。

気づくコツ:表で x を2倍・3倍したとき y がどうなるか、x=0 のとき y はいくつかを見ると、どの形でおけるかがわかるよ。

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=5×4²=5×8=40 どこが違う?

なぜそう書きたくなる?4² を 4×2 と計算してしまう。

どう確かめる?4²=4×4=16。5×16=80。

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。

  • 比例は y=ax。x が2倍になると y も2倍。y=ax² は「x² に比例する」関数。

    ためしに1問:y は x に比例し、x=2 のとき y=6。x=5 のとき y は?

    答えを見る

    a=3 で、y=15

    中1「比例」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(イ)/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。