=2次関数編 その1= 平方完成をする問題 <メニュー画面> <基本操作> <ミスしやすい例> グラフを描く問題 <2次関数のグラフの描き方> 平行移動の問題 <移動した後の式を求める> <どのように移動したのかを求める> 関数の式を求める問題 <頂点や軸が与えられた場合> <3点が与えられた場合> <平方完成をする問題 基本> 問1 𝑦 = 2𝑥 2 + 12𝑥 + 19 を平方完成 しなさい。 平方完成とは 式を変形すること を言います。 𝑦 = 2𝑥 2 + 12𝑥 + 19 の形を 変形 𝑦 = 2(𝑥 + 3)2 +1 の形に <平方完成をする問題 基本> 問1 𝑦 = 2𝑥 2 + 12𝑥 + 19 を平方完成 手順1 しなさい。 𝑥 2 の係数で、 𝑥 2 と𝑥 の項を 𝑦 = 2𝑥 2 + 12𝑥 + 19 = 2(𝑥 2 + 6𝑥) + 19 2でくくった そのまま くくります。 <平方完成をする問題 基本> 問1 𝑦 = 2𝑥 2 + 12𝑥 + 19 を平方完成 手順2 しなさい。 𝑥の係数の 半分の2乗を足して 𝑦 = 2𝑥 2 + 12𝑥 + 19 それを引きます。 = 2(𝑥 2 + 6𝑥) + 19 = 2(𝑥 2 + 6𝑥 + 9 − 9) + 19 6の半分は3だから その2乗の9を足す 足した分を 引いておく <平方完成をする問題 基本> 問1 𝑦 = 2𝑥 2 + 12𝑥 + 19 を平方完成 手順3 しなさい。 4つ目の項を カッコの外に出し 𝑦 = 2𝑥 2 + 12𝑥 + 19 ます。 = 2(𝑥 2 + 6𝑥) + 19 = 2(𝑥 2 + 6𝑥 + 9 − 9) + 19 ( )の外に出した = 2 𝑥 2 + 6𝑥 + 9 − 18 + 19 <平方完成をする問題 基本> 問1 𝑦 = 2𝑥 2 + 12𝑥 + 19 を平方完成 手順4 しなさい。 カッコの部分を 因数分解して 𝑦 = 2𝑥 2 + 12𝑥 + 19 カッコの外の部分を 計算します。 = 2(𝑥 2 + 6𝑥) + 19 = 2(𝑥 2 + 6𝑥 + 9 − 9) + 19 = 2 𝑥 2 + 6𝑥 + 9 − 18 + 19 = 2(𝑥 + 3)2 +1 答 使った公式 𝑥 2 ± 2𝑎𝑥 + 𝑎2 = (𝑥 ± 𝑎)2 <平方完成をする問題 ミスしやすい例> 2 2 問2 𝑦 = 𝑥 − 𝑥 + 1 を平方完成しなさい 3 2 2 3 𝑦= 𝑥 − 𝑥 +1 3 2 2 でくくった 3 そのまま 2 3 3 (※) − 1 ÷ = −1 × = − 3 2 2 手順1 𝑥 2 の係数で、 𝑥 2 と𝑥 の項を くくります。 <平方完成をする問題 ミスしやすい例> 2 2 問2 𝑦 = 𝑥 − 𝑥 + 1 を平方完成しなさい 3 3 3 の半分は だから 2 4 𝑥の係数の 半分の2乗を足して 2 2 3 𝑦= 𝑥 − 𝑥 +1 3 2 2 2 3 3 = 𝑥 − 𝑥+ 3 2 4 手順2 それを引きます。 2 3 2 その2乗で を足す 4 3 − 4 2 +1 足した分を 引いておく <平方完成をする問題 ミスしやすい例> 2 2 問2 𝑦 = 𝑥 − 𝑥 + 1 を平方完成しなさい 3 ます。 2 3 − 4 2 +1 ( )の外に 出した 2 2 3 3 = 𝑥 − 𝑥+ 3 2 4 4つ目の項を カッコの外に出し 2 2 3 𝑦= 𝑥 − 𝑥 +1 3 2 2 2 3 3 = 𝑥 − 𝑥+ 3 2 4 手順3 2 2 3 − × 3 4 2 +1 <平方完成をする問題 ミスしやすい例> 2 2 問2 𝑦 = 𝑥 − 𝑥 + 1 を平方完成しなさい 3 カッコの外の部分を 2 2 3 3 = 𝑥 − 𝑥+ 3 2 4 2 2 2 3 3 = 𝑥 − 𝑥+ 3 2 4 2 2 5 + 8 カッコの部分を 因数分解して 2 2 3 𝑦= 𝑥 − 𝑥 +1 3 2 2 3 = 𝑥− 3 4 手順4 3 − 4 計算します。 2 +1 2 3 − × 3 4 答 2 +1 <2次関数のグラフを描く> 問3 𝑦 = 2𝑥 2 − 12𝑥 + 19 のグラフを 手順1 描きなさい。 平方完成して 頂点の座標を 𝑦 = 2(𝑥 − 3)2 +1 より頂点は (3 , 1) 頂点の求め方 𝑦 = 𝑎(𝑥 − 𝑝)2 +𝑞 符号を変える そのまま (𝑝 , 𝑞) 求めます。 <2次関数のグラフを描く> 問3 𝑦 = 2𝑥 2 − 12𝑥 + 19 のグラフを 手順2 描きなさい。 頂点をグラフに 描きます。 𝑦 = 2(𝑥 − 3)2 +1 より頂点は (3 , 1) 𝑦 1 o 3 𝑥 <2次関数のグラフを描く> 問3 𝑦 = 2𝑥 2 − 12𝑥 + 19 のグラフを 手順3 描きなさい。 𝑥 2 の係数で、 グラフの形を判断 𝑥 2 の係数 >0のとき 𝑥 2 の係数 <0のとき して描きます。 下に凸 上に凸 𝑦 1 o 3 𝑥 <平行移動 移動した後の式を求める問題> 2 問4 𝑦 = 3(𝑥 + 2) +5 を 𝑥 方向に4、 𝑦方向に-1、平行移動したグラフの 式を求めなさい。 𝑦 = 3(𝑥 + 2)2 +5 置き換えます。 別解 𝑦 + 1 = 3( 𝑥 − 4 +2)2 +5 ∴ 𝑦 = 3(𝑥 − 2)2 +4 𝑥 を 𝑥−4に 𝑦 を 𝑦+1に 答 平行移動した式を求める 𝑥方向に𝑝移動 ⇒ 𝑥 を 𝑥 − 𝑝 にする 𝑦方向に𝑞移動 ⇒ 𝑦 を 𝑦 − 𝑞 にする <別解 移動した後の式を求める問題> 2 問4 𝑦 = 3(𝑥 + 2) +5 を 𝑥 方向に4、 𝑦方向に-1、平行移動したグラフの 式を求めなさい。 2次関数では 移動後の頂点の 座標を考えると 有効です。 𝑦 = 3(𝑥 + 2)2 +5 の頂点は (−2 , 5) であるから 𝑥方向に4、𝑦方向に-1、平行移動すると 移動後の頂点は (2 , 4) となる ∴ 𝑦 = 3(𝑥 − 2)2 +4 答 <平行移動 どのように移動したかを求める問題> 2 問5 𝑦 = 𝑥 − 4𝑥 + 5 は 𝑦 = 𝑥 2 + 2𝑥 + 6 を、 どのように平行移動したものか 𝑦 = 𝑥 2 − 4𝑥 + 5 = (𝑥 − 2)2 +1 より頂点は (2 , 1) 𝑦 = 𝑥 2 + 2𝑥 + 6 = (𝑥 + 1)2 +5 より頂点は (−1 , 5) 手順1 平方完成して 頂点を求めます。 <平行移動 どのように移動したかを求める問題> 2 問5 𝑦 = 𝑥 − 4𝑥 + 5 は 𝑦 = 𝑥 2 + 2𝑥 + 6 を、 どのように平行移動したものか 𝑦 = 𝑥 2 − 4𝑥 + 5 の頂点が (2 , 1) 𝑦 = 𝑥 2 + 2𝑥 + 6 の頂点が (−1 , 5) (−1 , 5) ⇒ (2 , 1) 答 𝑥方向に3,𝑦方向に-4 平行移動した 2 − (−1) 1−5 手順2 頂点が、どのように 動いたかを見ます。 参考資料 <参考資料 移動の方向> 2 問5 𝑦 = 𝑥 − 4𝑥 + 5 は 𝑦 = 𝑥 2 + 2𝑥 + 6 を、 どっちから どっちに移動 どのように平行移動したものか 𝑦= 𝑦 𝑥2 したのか + 2𝑥 + 6 𝑦 = 𝑥 2 − 4𝑥 + 5 5 1 -1 o 2 𝑥 注意しよう! <関数の式を求める問題 条件:頂点> 問6 次の条件を満たす2次関数の式を 求めなさい。 (−3 , 2) を頂点とし、 (−4 , 5) を通る 手順1 問題の条件から どの式を使用する か、判断します。 (1) 「頂点」(または「軸」) 2 ⇒ 𝑦 = 𝑎(𝑥 − 𝑝) +𝑞 (2) 3点(*,*)(*,*)(*,*) を通る 2 ⇒ 𝑦 = 𝑎𝑥 + 𝑏𝑥 + 𝑐 ⇒ 問題文に「頂点」とあるので、 (1)を使用します。 <関数の式を求める問題 条件:頂点> 問6 次の条件を満たす2次関数の式を 求めなさい。 (−3 , 2) を頂点とし、 (−4 , 5) を通る 頂点が (−3 , 2) より (−4 , 5) を通るから 答 頂点を代入し、 通る点を代入します。 類題(軸) 𝑦 = 𝑎(𝑥 + 3)2 +2 とおけて 5 = 𝑎(−4 + 3)2 +2 手順2 ∴ 𝑎=3 𝑦 = 3(𝑥 + 3)2 +2 <類題 関数の式を求める問題 条件:軸> 類題 次の条件を満たす2次関数の式を 求めなさい。 軸が 𝑥 = 1で、 0 , 5 , (3,11) を通る 軸が与えられた 場合は、 連立方程式を解く ことになります。 軸が 𝑥 = 1 より 𝑦 = 𝑎(𝑥 − 1)2 +𝑞 とおけて (0 , 5) を通るから 5=𝑎+𝑞 (3 , 11) を通るから 11 = 4𝑎 + 𝑞 ∴ 𝑎=2 𝑞=3 答 𝑦 = 2(𝑥 − 1)2 +3 <関数の式を求める問題 条件:3点> 問7 次の条件を満たす2次関数の式を 求めなさい。 (−1 , 8) (2 , 2) (3 , 4) を通る 手順1 問題の条件から どの式を使用する か、判断します。 (1) 「頂点」(または「軸」) 2 ⇒ 𝑦 = 𝑎(𝑥 − 𝑝) +𝑞 (2) 3点(*,*)(*,*)(*,*) を通る 2 ⇒ 𝑦 = 𝑎𝑥 + 𝑏𝑥 + 𝑐 ⇒ 問題文に「頂点」とあるので、 (2)を使用します。 <関数の式を求める問題 条件:3点> 問7 次の条件を満たす2次関数の式を 求めなさい。 手順2 3点を代入します。 (−1 , 8) (2 , 2) (3 , 4) を通る 𝑦 = 𝑎𝑥 2 + 𝑏𝑥 + 𝑐 とおいて 3点を代入すると 8=𝑎−𝑏+𝑐 2 = 4𝑎 + 2𝑏 + 𝑐 4 = 9𝑎 + 3𝑏 + 𝑐 これを解いて 𝑎 = 1 𝑏 = −3 𝑐 = 4 答 𝑦 = 𝑥 2 − 3𝑥 + 4 途中計算 <参考資料 3元1次方程式の解き方> 3元1次方程式の解き方 8=𝑎−𝑏+𝑐 2 = 4𝑎 + 2𝑏 + 𝑐 4 = 9𝑎 + 3𝑏 + 𝑐 ②-①より まずは、 …① 2本ずつ引くと …② 𝑐 が消去できます。 …③ −6 = 3𝑎 + 3𝑏 …④ ∴ −2 = 𝑎 + 𝑏 ③-②より ⑤-④より 2 = 5𝑎 + 𝑏 …⑤ 4𝑎 = 4 ∴ 𝑎 = 1 これを④に代入して 𝑏 = −3 𝑎, 𝑏を①に代入して 𝑐 = 4
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