数学の大問3.関数の問題(座標・三角形の面積・tの値)についてのポイント解説となります。
大問3.は関数の問題です。
グラフ上の①の関数 y=x^2 上にある点A,Bと、②の関数 y=-1/2x^2 上の点C,Dで、線分ABと線分CDはx軸、線分BCと線分ADはx軸にそれぞれ平行である。線分ACとy軸との交点をEとして点Eと点Dを結ぶ。点Aのx座標をt (正の数) とした問題。
(1) のt=2 のときの点Cの座標についてです。
点Aのx座標が 2 (t=2) といわれているのね。
それで点Cの位置はA→Bへとx軸を平行に移動、B→Cへとy軸に平行に移動することを考えよう。
まずは、AからBへ移動するときに y軸をまたいでxの値は「プラス2」から「マイナス2」、次のBからCへはx値は変わらずだから、点Cのx座標は「-2」となるわ。
点Cは、②の関数 y=-1/2x^2 上にあるわけだから・・。
②の式のxに「-2」を代入すればいいのね。
その通り!答えがグラフ上のx,y共に負の領域であることも念のため確認してね。
解答がプラスの数値になることはグラフからも変だと気付こう!
(2)へ移ろう。t=3 のとき、△ECDの面積は?
まずは三角形の面積を求めるために必要な情報を考えなきゃね。
「底辺」と「高さ」が必要ですね。
底辺を線分CD、高さを線分CDから点Eとします。
底辺の長さはt=3なので、(1)と同様に考えて点Cのxの値は「-3」で点Dは「3」ですね。
ということで、CD間は「6」とわかります。
では、高さを考えましょう。
え~と、線分ACとy軸の交点が点Eだから点Aと点Cの座標からそれぞれ y=ax+b の式に置き換え連立方程式で・・。
ちょっと待って!ほら・・グラフを見るとABCDを結ぶと長方形でしょ。
おっ、良いところに目を付けましたね!
長方形の対角線はそれぞれの中点で交差する。
つまり、点Eは線分ABと線分CDの中間なのね。
そう、線分ADの1/2になるんだよ。
このやり方のほうが、計算の手間はずっと省けるね。
ミスも減るからね!グラフや図形の問題はまずよく見て、利用できる法則を探し出すこと。
その点では今回はなかなかのファインプレーだね。
えっへん!(ドヤ顔)
それじゃあ線分ADの長さを調べてみよう。点A,点Dのyの値に注目ね。
最初の①の関数 y=x^2 でyのプラスの値、②の関数 y=-1/2x^2でyのマイナスの値がわかる。
それぞれの値(絶対値)をたして2で割れば高さが27/4と出たわ。
「底辺6(CD間のxの値)」×「高さ27/4(線分CDから点Eのyの値)」÷ 2で答えが出ます。
(3) ですね。これも基本的な考えは(2)と同じです。
四角形ABCDが正方形になるわけだから、AB=ADの考えが大切。
線分ABはxの値を参考にするから、「0」から点Aと点Bの距離(絶対値)をたすことになるのよね。
点Aの「0からtの距離:t」と点Bの「-tから0の距離:t」をたした「2t」が線分ABの距離。
線分ADは①の関数 y=x^2 でyのプラスの値+②の関数 y=-1/2x^2でのyのマイナスの値になるから・・。
それぞれの式のxの部分にtを代入して、①y=t^2、②y=1/2t^2 です。
線分ADは①+②なので、「3/2t^2」となりました。
正方形なので、AB=ADということだったから・・。
AB(2t)= AD(3/2t^2)ということね。
あとは、2t=3/2t^2 を解けば良い。
うん!出来た~。
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