中学で学ぶ3つのグラフ      中学生の部屋に戻る

中学では以下①~③の3つのグラフを学びます。 

 
①比例(直線、一次関数)  ※以下youtubeを参照。説明がとても分かりやすいですね。
       1次関数1 y=ax+b (youtube)
       1次関数2 変化の割合
       1次関数3 グラフの書き方1
       1次関数4 傾きと切片
       1次関数5 グラフの書き方2

 ②反比例 (双曲線)

 ③2次関数のグラフ(放物線) y=ax2


 比例、反比例は中1から中2で学習しました。
 これから2次関数のグラフを学んでいくうえで、比例(一次関数)のグラフは大切ですので、
 ここでしっかり理解しておきましょう。


 中学で学ぶ3つのグラフについて見てみましょう。もし、忘れていても心配する必要はありません。

[基本問題をやってみよう] これが分かれば中学で学習するグラフもそう難しくないよ。
  難解な問いもたまに、あるけど心配ご無用!

問1  x2のとき、次の式のyの値は?。

 ① 
y=2x    y=2x+1   y=x  ④ y=x
 
 y=x2    y= 2x2    y=x2

問2 上の問い①~④の傾きと切片を答えなさい。
    ①傾き(  ) 切片(  )   ②傾き(  ) 切片(  )
    ③傾き(  ) 切片(  )   ④傾き(  ) 切片(  )

問3
  x=2, y=2のとき、以下の比例定数=aの値を求めなさい。

   
y=ax  y=ax+1  y=ax-1  y=ax+2   y=ax2

問4 ① ㋐ y=2x-4 ㋑ y= x+3 ㋒ y=-x+5 の切片と傾きを答えよ。

   ② 8x+2y-3=0の切片と傾きを答えよ。
ヒント:グラフの式に変えよう

   
 次の中から右上がりのグラフになる式をすべて選び記号で答えよ。
      ㋐ y
x  ㋑ y=-x+12  ㋒ y=5x-8
      ㋓ y
27x-1  ㋔ y=-3x-5

   ④ y=3x+1のグラフと平行なグラフの式を選んで記号で答えなさい。
       ㋐
y= 3x+11  ㋑ y=-3x  ㋒ y=13x+4  ㋓ y=-13x+2

   ⑤ 3x+6y+24=0のグラフと平行なグラフの式を選んで記号で答えよ。
       ㋐ y=3x+5  ㋑ y=-3x+2  ㋒ y=2x-4  ㋓ y=-x+3

問3の答  ① a=1  ② a   ③ a=3/2   ④ a=0    ⑤ a


以下の3つの公式
   ①比例 y=axb, ②反比例, ③2次関数 y=ax2は必ず覚えよう。

比例   (式) y=axb 反比例 (式)  2次関数 (式) y=ax2
a >0のとき

a <0のとき    
下図は比例定数が正 a >0のとき
下図は比例定数が正 a >0のとき

 具体的な数値で表してみよう
 

黒の直線はそれぞれ比例定数
(傾き)2と1、切片3の直線グラフです。
 赤の直線グラフは?(下に解答)
●アの双曲線はa>0
●イはa<0のときのグラフです。
下のグラフはa<0 y=x2
 

 赤の直線グラフは①は切片が5で傾きが-5だから y=-5x+5
            ②は切片が3で傾きが-3だから y=-3x+3 になります。

 (1) 比例 一次関数のグラフ(1年/2年の復習)

  「変化の割合」とは、
   「
xの値が変化した時に、yの値がどれくらい変化したかを調べ、
    yの変化量をxの変化量で割った値」のことです。


           =傾き になります
   下のグラフは比例
y=ax (1年で学習)  
    a:傾き(比例定数) 直線は原点Oで接します。

右図はxが1増加したとき、yは2増加してるのでから変化の割合は2。
 つまり傾きは2で、y=ax

   a=2でグラフの式はy=2xになります。


 y=ax のグラフの基礎的問題


問1 次の式は右のどのグラフを指しているでしょうか。
   ( )の中に番号で答えなさい。

 (1) y=2x ( )   (2) y=5x ( )

 (3) y=−
x ( )   (4) y=−4x  ( )

解答

 右のグラフは1次関数直線
  
y=2x+3とyx+3の式を表したものです。

 
y=ax+bのグラフ
 
   a:傾き(比例定数)
    
b:切片(y軸と交わるところ)

  ここで、傾きと切片をしっかり理解しておきましょう。

問2

 次の式は右のどのグラフを
 指しているでしょうか。
 番号で答えなさい。


  (1) y=−2x+6

  (2) y=3x−2

  ③ yx+1


y=ax+b のグラフ
 a:傾き(比例定数) b:切片
  (y軸と交わる点)

問3 問2と同じ式です。
 次の式をグラフに書き込みなさい


  ① y=3x−2   

  ② y=−2x+5

  ③ yx+1

答 ① y=3x−2  ② y=−2x+5 ③ yx+1
     
グラフ原本

問4 以下のグラフ式を答えなさい。

   ①        

 まず、yax+bで考えよう。傾きは?。切片は?

問5 右図の赤線で引いた2本の1次関数の式を、それぞれ答えなさい。

 この問いも同じ。まず、yax+bで考えよう。傾きは?。切片は?

問5 次の直線の式を求めよ。

 (1)直線y=2xに平行で、(0,−3)を通る直線

 (2)2点、(4,8)、(−3,−13)を通る直線

 (3)点(−2,5)を通り、x軸に平行な直線

 この問いも同じ。まず、yax+bで考えよう。傾きは?。切片は?
      

 問6  p38
 (1) 傾きが3で、点(0,2)を通る直線の式を求めなさい。

 (2) 直線y =3x−2 に平行で、点(4,2)を通る直線は
    
 (3) 右図の直線ℓの式を求めなさい。

 (4) 原点(0,0)と右図の線分ABの中点を通る直線の式は?
 

解説               グラフ原本

(1) 傾きが3なので y=3xbとおく
    点(0,2)を通るので、
   y=3x+2 (答)

(2) 直線 y=3x−2 に平行で、点(4,2)を通る直線は
    傾きが3なので y=3xbとおく
    また、点(4,2)を通るので、2=12+b  b=−10
     よって、求める式は  
y=3x−10 (答) 

(3) 右図の直線ℓの式は
    右図から傾き2 切片4であることが分かる
    よって、 
y=2x+4 (答)

(4) 原点(0,0)と右図の線分ABの中点を通る直線の式は

  
ABの中点は(−1,2) yax  2=-a
       よって  
y=−2x (答)
 

問7 ①x=2のときy=7で、x=4のときy=11となるような1次関数の式を求めよ。

 ② 2点 (2,9),(4,7)を通る直線の式を求めよ。

 ③切片が3で点(-2, 11)を通る直線の式を求めよ。

 ④点(1,6)を通り、直線 y=-x+3とx軸上で交わる直線の式を求めよ。

      ここらでひと休み


 (2) 反比例

右のグラフは反比例で
  a>0のときのグラフで、
       と表します。


 反比例の問題


問1 以下の式を右の図に書きなさい。
   

     A,E,F


 比例・反比例の利用 p34

問8 次の文のyxの式で表しなさい。

 (1) x㎞の道のりを時速50㎞で走るとy時間かかる。

 (2) 底辺x㎝で面積が20㎠の三角形の高さはy㎝である。

 (3)おもり1㎏につき0.5㎝伸びるバネに、x㎏のおもりを下げるとy㎝伸びる。

解説

 (3) 二次関数のグラフ

  yxの2乗に比例するグラフ。y=ax2で表します。(a:比例定数)

 下のグラフは2次関数。つまり、yxの2乗に比例するグラフです
 関数
yax2 で表します。
  仮にa=2として、yax2 のグラフを書いてみましょう。
  x=0ならy=0、x=1なら y=2、
  同様にx=-1ならy=2、  x=2ならy=8

 以下のようなグラフになります。   グラフ原本

-1
  


 連続した線になりますが、実は無数からなる「点の集まり」なのです。


 y=x2のグラフを書いてみよう。

x −2 −1 0 1 2
y 4 1 0 1 4

仮に比例定数 a=2として、y=2x2 のグラフを書いてみましょう。

     

 a<0の場合はどのようなグラフになるだろうか?


y=x2 のグラフで考えてみよう。

x −2 −1 0 1 2
y 4 1 0 1 4

問 関数 y =5x2 について , xy の関係をまとめると右の表のようになった。
    次の問いに答えなさい。
 x  1  2  3  4  5
 y  5    45  80  


(1) 表の空らん ①, ② に当てはまる数を求めなさい。

(2) x の値が 4 倍になると, y の値は何倍になるか答えなさい。

答 (1) ① y = 5x2 式に x = 2 を代入すると, y = 5× 22 = 20
    ② y = 5x2x =5代入すると, y = 5× 52 = 125

  (2) 

 (3) 次の ① 〜⑤のそれぞれについて , yx の式で表しなさい。
 また , y が x の 2 乗に比例するものをすべて選び , 記号で答えなさい。
  ① 半径 x ㎝の円の円周の長さ x
  ② 1辺が x ㎝の正方形の面積 y
  ③ 底辺 10 ㎝, 高さ x ㎝の三角形の面積 y
  ④1辺が x ㎝の立方体の体積 y
  ⑤ 半径 x ㎝の円の面積 y

  (3) ①y= 2πx  ②y =x2  ③y = 5x  y= x3  ⑤yx2

問  yxの2乗に比例し,x =3のとき y=-27です。
   xyの関係を式に表しなさい。
 (北九市教育委員会)

   yxの2乗に比例するから、まず、yax2 と置きましょう。あとは簡単!
   yax2xyの値を代入するだけ。 -27=3
2a
    9a=-27 a=-3 よって 
y=-3x2

二次関数と一次関数の交点 
  ※以下、出題率が高いです。なぜなら中学数学で学習した復習を問う問題だからです。

例1 右のグラフは2次関数y=x2 と y=x+6の一次関数の直線です。
   交点AとBの座標を求めてみよう。
    ここは連立方程式で解きたいですね。
 y = x2  …①
 y x+6 …② ①,②より x2x+6 両辺に−をかけて、
  x2x−6=0 (x−3)(x+2)=0  x=3,−2
  x軸と3と−2で接することが分かりました。
  x
=3のとき、①式(②式に代入しても可) y=−9
  x=−2のとき y=−4
   よって、求める座標は 
   A(3,−9),B(−2,−4)

例2 右のグラフはy=x2 のグラフとyx−6の直線です。
   交点の座標CとDを求めてみよう。

 
これも連立方程式で解きたいですね。
 y=x2  …①
 yx−6 …② ①,②より x2=−x−6 両辺に−をかけて、
 x2x+6   x2x−6=0 (x−3)(x+2)=0  x=3,−2
  x軸と3と−2で接することが分かりました。
  x
=3のとき、①式(②式に代入しても可) y=−9
  x=−2のとき y=−4
   よって、求める座標は    
A(3,−9),B(−2,−4)



問1 放物線y=x2 上に2点A,Bがある。点Aと点Bのx座標はそれぞれ−3と2である。

  ① 点A,点Bの座標をそれぞれ求めなさい。

  ② 直線ABの式を求めなさい。 ③△OABの面積を求めなさい。

解説
   ① 点A,点Bの座標は y=x2 の式から
     x=2のとき, y=−4
     x=-3のとき, y=−9 点Aの座標(-3,-9)点Bの座標(2,-4)


    
② 直線ABの式は  y=axb から
        -9=-3ab …①
        -4= 2ab …② 連立方程式を解くと①−②
      -5=-5a
   a=1 aを①式に代入して b=-
     よって、求める式は 
y=x
     ③ 直線ABとy軸の交わる点を仮にCとおくと、△OABの面積は
       △OAB=△OCA+△OCB 底辺はOC=6で
       △OCAの面積=(6×3)÷2=9

            △OCBの面積=(6×2)÷2=6 よって、△OABの面積=15




グラフ原本