- 数学
- 中学3年
- 関数
- 関数 y = ax²
LESSON 2 / 2
関数 y = ax² のグラフの利用¶
グラフを使うと、関数 \(y = ax^2\) の性質が目で確かめられます。通る点・変域・変化の割合・2つのグラフの交点を、グラフと式の両方から求めましょう。
この単元でできるようになること¶
- グラフが通る点から比例定数を求められる
- グラフを使って変域を考えられる
- 変化の割合を、グラフ上の2点を結ぶ直線のかたむきとしてとらえられる
- 放物線と直線の交点を求め、図形の面積に使える
前に習ったこと¶
始める前に、次の問題が解けるか確かめよう。
問題を読み込んでいます…
基本を理解する¶
グラフを読み取るときのポイント¶
\(y = ax^2\) のグラフを使う問題では、次の4つをいつも確かめよう。
- 通る点:グラフが点 \((p,\ q)\) を通るなら、\(q = ap^2\) が成り立つ。これで \(a\) が求まる。
- 変域と頂点:\(x\) の変域に \(x = 0\)(頂点)がふくまれるかどうかで、\(y\) の最大・最小が変わる。
- 変化の割合:グラフ上の2点を結ぶ直線のかたむきが、変化の割合になる。
- 交点:2つのグラフの交点の座標は、2つの式を連立させて求める。
動かして確かめる¶
\(y=ax^2\) のグラフを指やマウスで描き、正解と重ねてください。\(a\) を正・負に変えたり、\(0\) に近づけたりして、開く向きと広がりを観察しましょう。
例題¶
例題1:比例定数を求める¶
下のグラフは \(y = ax^2\) のグラフである。グラフが点 \((3,\ -18)\) を通るとき、\(a\) の値を求めよ。
解答
\(x = 3,\ y = -18\) を \(y = ax^2\) に代入する。
例題2:変域を求める(頂点が範囲内)¶
\(y = 2x^2\) について、\(x\) の変域が \(-1 \leq x \leq 3\) のとき、\(y\) の変域を求めよ。
解答
変域 \(-1 \leq x \leq 3\) に \(x = 0\) が含まれる。\(a = 2 > 0\) なので上に開き、最小値は頂点の \(y = 0\)。
- \(x = -1\):\(y = 2 \times 1 = 2\)
- \(x = 0\):\(y = 0\)(最小値)
- \(x = 3\):\(y = 2 \times 9 = 18\)(最大値)
例題3:変域を求める(頂点が範囲外)¶
\(y = -x^2\) について、\(x\) の変域が \(1 \leq x \leq 4\) のとき、\(y\) の変域を求めよ。
解答
変域 \(1 \leq x \leq 4\) に \(x = 0\) は含まれない。\(a = -1 < 0\) で変域が正の部分のみなので、\(x\) が大きいほど \(y\) は小さい。
- \(x = 1\):\(y = -1\)(最大値)
- \(x = 4\):\(y = -16\)(最小値)
例題4:変化の割合¶
\(y = 2x^2\) について、\(x\) が \(1\) から \(3\) まで変化するときの変化の割合を求めよ。 グラフ上の2点を結ぶ直線(割線)に注目しよう。
解答
- \(x = 1\) のとき \(y = 2 \times 1^2 = 2\)
- \(x = 3\) のとき \(y = 2 \times 3^2 = 18\)
例題5:2つのグラフの交点¶
\(y = x^2\) と \(y = -x^2 + 8\) のグラフの交点の座標を求めよ。
解答
交点では \(x^2 = -x^2 + 8\) が成り立つ。
- \(x = 2\) のとき \(y = 4\)
- \(x = -2\) のとき \(y = 4\)
答え:\((2,\ 4)\) と \((-2,\ 4)\)
自分でやってみる¶
解いたら「答えを確認」で確かめよう。
問題を読み込んでいます…
まとめ¶
グラフを使う問題のポイント
- 通る点の座標を \(y = ax^2\) に代入すると、\(a\) が求まる
- 変域の問題では、まず \(x = 0\)(頂点)がふくまれるかを確かめる
- 変化の割合は、グラフ上の2点を結ぶ直線のかたむき
- 2つのグラフの交点は、式を連立させて求める
理解度チェック¶
問題を読み込んでいます…
次に進もう
このページの目標に全部チェックがついたら、次へ進もう。