y=ax² の場面 004
なめらかな斜面にボールを置いて静かに手をはなすと、転がる距離は、転がりはじめてからの時間の2乗に比例します。2 秒間で 60 cm 転がったとき、5 秒間では何 cm 転がりますか。
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。
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?
- ヒント1/3:x が2倍になると、y は何倍になっているかな? 4倍なら「2乗に比例」だよ。
- ヒント2/3:y÷x² がいつも同じ数になっていれば、y=ax² とおけるよ。
✏ 答案に書く
転がりはじめてからの時間を x 秒、転がる距離を y cm とする。
転がる距離は時間の2乗に比例するから、y=
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=2 のとき y=60 だから、y=
60=
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
4a=
a=
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=15 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
聞かれているのは 5 秒間に転がる距離だから、x=5 を代入する。
y=
y=
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=2、y=60 を y=
解説:答えを問題の場面に戻すと
時間が 2 秒から 5 秒へ 2.5 倍になると、距離は 2.5²=6.25 倍。60 cm の 6.25 倍で 375 cm(3.75 m)になる。だんだん速くなるので、はじめの 2 秒間よりずっと長く転がる。
✏ 答案に書く
5 秒間では 375 cm 転がる。
答え 375 cm
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。
- おく転がりはじめてからの時間を x 秒、転がる距離を y cm とする。
転がる距離は時間の2乗に比例するから、y=ax2 とおく(問題文)。 - 入れるx=2 のとき y=60 だから、y=
ax2 に代入すると、
60=a×22 - 求める4a=
60
a=60÷4= 15 - 式にするa=15 を y=
ax2 に戻すと、
y=15x2 - 使う聞かれているのは 5 秒間に転がる距離だから、x=5 を代入する。
y=15x2 に x=5 を代入すると、
y=15×52= 375 - 確かめるはじめの組、x=2、y=60 を y=
15x2 に入れると、y=15×22= 。合っている。60
5 秒間では 375 cm 転がる。
答え 375 cm
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
問題文に「転がる距離は、転がりはじめてからの時間の2乗に比例します」とあるから。時間を x 秒、距離を y cm とすると、y=ax² とおける。
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=30x として y=150 どこが違う?
なぜそう書きたくなる?「2 秒で 60 cm」から、1 秒あたり 30 cm ずつ転がると考えてしまう。
どう確かめる?ボールはだんだん速くなるので、1 秒ごとに同じ距離ではない。2乗に比例するなら、時間が 2 倍で距離は 4 倍。
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。
a を求める計算のまちがいつまずきやすい段階:「求める」
Aさんはこう書きました:60=a×2 として a=30、y=30×5²=750 どこが違う?
なぜそう書きたくなる?a を求めるときに、x を2乗するのを忘れてしまう。
どう確かめる?60=a×2²=4a だから a=15。a=30 だと、x=2 のとき y=120 になり、問題の 60 cm と合わない。
気づくコツ:求めた a を、はじめの組に戻して成り立つか確かめよう。
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。
- 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。
中1「比例」を確かめる
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
- (-3)² は (-3)×(-3)=9。-3² は -(3×3)=-9。かっこの有無で答えが変わる。
中1「正負の数と累乗」を確かめる
ためしに1問:(-4)² は?
答えを見る
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