「2次関数の決定」の質問と回答

1
ある放物線を、x軸方向に -1、 y軸方向に -3 だけ平行移動し、更に x 軸に関して対称移動したら、
放物線 y=x^{2}-2x+2 に移った。もとの放物線の方程式を求めよ。
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2
(1) 放物線 y=2x^{2}ーax-7 が直線 x=-3 に関して対称であるように、定数 a の値を求めよ。

(2) グラフが2点(1,1),(2,4)を通り、x軸に接する二次関数を求めよ。

GO
3
放物線 y=f(x) は放物線 y=-2x^{2} を平行移動したもので、頂点は放物線 y=2x^{2} 上にあり、
x軸との2交点間の距離は4である。 f(x)を求めよ。
GO
4
y=ax^2+bx+c・・・@  y=bx^2+cx+a・・・A
のグラフのうち一方は下に凸で、他方は上に凸の放物線である。
そして、これらの放物線はy軸上の負の部分にある点で交わっている。

(1) これらの放物線のうち、どちらが下に凸で、どちらが上に凸か。
(2) また@、Aの他の交点のx座標を求めよ。
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5
頂点が (3,9) で、x軸から長さ 6 の線分を切り取るような、軸が x軸に垂直な放物線の方程式を求めよ。
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放物線と他の図形との位置関係    最大・最小    図形への応用     質問と回答TOPへ

 

放物線の平行移動
未菜さん    [Profile 岐阜県に住む高校1年生の女性の方] 投稿日2002/6/11(火)20:25

初めまして。

 ある放物線を、x軸方向に-1、y軸方向に-3だけ平行移動し、更にx軸に関して対称移動したら、放物線y=x^{2}-2x+2に移った。もとの放物線の方程式を求めよ。

という問題について、詳しく教えて下さい。

新矢さん  [Profile 兵庫県に住む男性の方] 投稿日:2002/6/12(水)00:12


未菜さん,はじめまして。
HNでしょうか,それとも本名でしょうか,素敵なお名前ですね。

○ 放物線の平行移動の問題は,頂点の移動の様子を追います。
 
移動後の放物線の頂点は
  y=x^{2}-2x+2=(x-1)^{2}+1 より (1,1)

  x方向 -1   y方向 -3   x軸対象
 C――――→C’――――→C''――――→C'''
  ←――――  ←――――  ←―――― (1,1)
  x方向 +1   y方向 +3   x軸対象

上図で逆方向を考えたときに,頂点の座標がどうなるかを考えましょう。
C''の頂点は (1,-1) , C' の頂点は (1,2)
C の頂点は (2,2) となります。
次に放物線はどちらに開いているかを考えましょう。
C'' は下に凸ですね。 C' はx軸対象だから 上に凸,
C' もCも上に凸です。
ゆえに,Cの方程式は
  y=-(x-2)^{2}+2 となります。答はこれを展開しておきます。

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2次関数の決定
まなみさん    [Profile レッスン室に住む10代の秘密の方] 投稿日2002/5/19(日)14:18

題名通りで、二次関数の問題が分かりません。

(1)放物線 y=2x^{2}ーax-7 が直線 x=-3 に関して対称であるように、定数 a の値を求めよ。

(2)グラフが2点(1,1),(2,4)を通り、x軸に接する二次関数を求めよ。

この2つの問題が解けません。
教えて下さい。

池田 敦さん   [Profile 大阪府に住む23才の男性の方] 投稿日:2002/5/19(日)19:13

(1) は、完全平方の形にしたらどうなるでしょうか?
その辺りを丁寧に書いてみたいと思います。
   y=2x^2-ax-7
    =2(x^2-(a/2)x)-7
    =2(x^2-2(a/4)x)-7
    =2(x^2-2(a/4)x+(a/4)^2)-2(a/4)^2-7
    =2(x-(a/4))^2-(a^2)/8-7
ですから、これは
   頂点が (a/4,-(a^2)/8-7)で、y=2x^2 に平行な放物線
を表しています。対称軸は x=a/4 です。
x=-3 に関して対称であるように、ということですから、
   a/4=-3
   ∴a=-12
ということになります。

(2) は、「x 軸に接する」ということから
   y=a(x-b)^2
という形に書けそうです。(二次関数とあるのですから、a≠0 です)
この式に (x,y)=(1,1) や (2,4) を代入すればよいわけですが、
計算がちょっとややこしいかも知れません。
   1=a(1-b)^2
   4=a(2-b)^2
より
   4=4a(1-b)^2
   4=a(2-b)^2
が出てきます。これらが等しいのですから
   4a(1-b)^2=a(2-b)^2
   a(2-2b)^2=a(2-b)^2
   a(2-2b)^2-a(2-b)^2=0
   a{(2-2b)^2-(2-b)^2}=0
   a{(2-2b)+(2-b)}{(2-2b)-(2-b)}=0
   a(-3b+4)(-b)=0
   b=4/3,0  (a≠0 より)
です。b=4/3,0 の時をそれぞれ 1=a(1-b)^2 に代入すると、
   (a,b)=(1,0),(9,4/3)
が求まります。ですから答えは
   y=x^2, 9(x-4/3)^2(つまり (3x-4)^2)
となります。

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2次関数の決定
まなみさん    [Profile レッスン室に住む10代の秘密の方] 投稿日2002/5/19(日)17:18

放物線 y=f(x) は放物線 y=-2x^{2} を平行移動したもので、頂点は放物線 y=2x^{2} 上にあり、x軸との2交点間の距離は4である。
f(x)を求めよ。

という問題です。

教えて下さい!

新矢さん  投稿日:2002/5/20(月)01:51




放物線(2次関数)の方程式を求めよ。という問題は,最初に2次関数をどう設定するか?が大切です。


@3点を通る放物線は,y=ax^{2}+bx+c として,3点の座標を代入します。
Ax軸との交点の座標が与えられたら,y=a(x-α)(x-β) とします。
B頂点に関するデータが与えられたら,y=a(x-p)^{2}+q とします。

今の問題は,頂点が y=2x^{2} 上にあるというのですから,Bですね。
頂点の座標を (p,2p^{2}) とします。また,放物線を平行移動しても,x^{2} の係数は変わりませんから,
y=-2(x-p)^{2}+2p^{2} とします。
この放物線とx軸との交点を求めてみましょう。
放物線の方程式のyに0を代入すれば,x軸との交点が求まります。

-2(x-p)^{2}+2p^{2}=0
展開して整理し,因数分解することで,この方程式を解きます。
求まった2つの解の差が4ですから,pの値が求まります。答は p=2 のはずです。



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2次関数の決定
ユカさん    [Profile 近畿地方に住む高校3年生の女性の方] 投稿日2002/5/26(日)08:25

初めまして。
どうしても分からないんです・・・。

y=ax^2+bx+c・・・@y=bx^2+cx+a・・・A
のグラフのうち一方は下に凸で、他方は上に凸の放物線である。
そして、これらの放物線はy軸上の負の部分にある点で交わっている。
(1)これらの放物線のうちどちらが下に凸で、どちらが上に凸か。
(2)また@、Aの他の交点のx座標を求めよ。

場合分け???わからーん!

よろしくお願いします。

水野 健太郎さん   [Profile 近畿地方に住む20代の男性の方] 投稿日:2002/5/26(日)09:13

水野と申します。

「y軸上の負の部分にある点を通る」というのは、y=・・・の式にx=0を代入
したときに負の数が出てくるということですから、(1)よりcが、(2)よりa
が、それぞれ負とわかります。ということは、最初の条件より、(1)が上に凸の
放物線、(2)が下に凸の放物線ということになります。
# bは正、とわかります。

ですが、条件はそれだけではありません。2つはy軸の負の部分にある点で

*** 交わる

んですよね。ということは、さっきの条件に、cとaが同じ値という条件が加わる
ことになります。・・・両方aにしちゃいましょう。

(1)y=ax^{2}+bx+a
(2)y=bx^{2}+ax+a

さて、これらの交点を求めたいのですが、普通は(1)(2)の左どうし右どうし
で引き算をして・・・

|(a-b)x^{2}+(b-a)x=0
|(a-b)x^{2}-(a-b)x=0
|(a-b)x(x-1)=0

こんなふうに因数分解します。xの値をいろいろ考えたとき、これが成り立つに
は、x=0またはx=1を入れればいいわけです。このうち、x=0というのは最
初にあったy軸上の点(x座標が0の点)で交わるということに関係があって、
欲しいのは「他の」点のx座標ですから、「1」が答えになります。
# 実は、最初に与えられた条件を考えると、(a−b)の部分が0になってしま
# うことはないんですが、分からなければかまいません。

・・・難しいですね、この問題。推理しないといけない部分が多くて。後半の部分
をどうやるのかも、とりあえず前半が分からないとどうしようもないですし。


ユカさん  [Profile 近畿地方に住む高校3年生の女性の方] 投稿日:2002/5/26(日)10:50

ありがとうございます!
よぉおおーーーく分かりました!(感動)
一見わけ分からない問題にもちゃんと答えがあるのですね、、。

ちなみにこれは学校の「センター受験者用週末プリント」の中の一題です。
毎週こんな感じの問題(全部で5,6問くらい)が手渡され、
週末に延々と悩むのです。

本当にありがとうございました。



水野 健太郎さん   [Profile 近畿地方に住む20代の男性の方] 投稿日:2002/5/27(月)00:43

こういった問題の場合、問題文の意味がまず正確にとれるか??というところが難
しい。しかも、条件がサラッと書かれていますから、与えられた条件について全部
いっぺんに考えようとすると「はまる」んです。これがもし、

*** それぞれの問題に答えるのに必要な部分だけ、各小問の最初に

書いてあれば、もう少し取り組みやすくなっているかもしれません。

ところが、世間には数学の得意な人がいて、そういう人は、最初に与えられた条件
から、設問がなくても必要なこと(ここではaとbのどちらが正でどちらが負か)
を自分で判断できるのです。そのうえで、

*** で、設問は何??・・・あ、じゃあさっき出したこれを答えればいいや

てな感じで、問題を解いてしまうんですねえ・・・。
# 分かりやすく言えば、考え始めが早いわけです。
おそらく、あなたのまわりにもそういった人がいるでしょう。どうかな??


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放物線がx軸から切り取る長さ
まなみさん    [Profile レッスン室に住む高校1年生の女性の方] 投稿日2002/6/1(土)10:19

二次関数の問題が分からなかったので教えて下さい。

頂点が(3,9)で、x軸から長さ6の線分を切り取るような、軸がx軸に垂直な放物線の方程式を求めよ。

という問題です。
何がなんだかさっぱり…なので、教えて下さい!

水野 健太郎さん の ホームページ  [Profile 近畿地方に住む20代の男性の方] 投稿日:2002/6/1(土)13:14

水野と申します。・・・全体的に、問題文が「カタイ」感じがしますねえ。

>頂点が(3,9)
この時点で、「y=a(x−3)^2+9」とおけるのは、分かりますか??たと
えば「y=2(x−3)^2+9」みたいな式が出てくる、ということですが。

>x軸から長さ6の線分を切り取る
問題はここなんですが、これは、グラフがx軸と2点で交わり、その間に長さ6の
部分ができるということです。
# 放物線を包丁、x軸をゴボウだと思うと、イメージがわくと思いますが・・・
ところで、放物線は左右対称ですから、ゴボウを切り取るとしたら、頂点の場所か
ら左右に同じ幅で腕を伸ばして、ゴボウを切り取るはずです。その左から右までの
長さが「6」なんですよね。頂点のx座標が3ですから、そこから左右に、6の半
分の3ずつ。
# ・・・わかりますか?
ということは、切り取る場所のx座標は、3−3=「0」と3+3=「6」、この
2つになります。この2点のy座標は両方0ですから、この放物線は(0,0)と
(6,0)を通る、とわかります。

そこで、最初においた式にx=0,y=0を入れて、成り立つはずだからというこ
とで、今まで分からなかったaを求めると、「0=a(0−3)^2+9」より
「a=−1」。これをもとの式にもどして(ついでに、0と0もxとyに戻して)
「y=−(x−3)^2+9」。展開・整理すれば、求める2次関数は

*** y=−x^2+6x

というふうに出てきます。
# x=0,y=0を代入するところで、本当は(6,0)よりx=6,y=0で
# も同じものが求まるはずです。

>軸がx軸に垂直な
・・・これは、「いつも求めている、yがxの2次式で表されるような」という意
味しかないので、安心してください。
# 数学Cでは、軸がy軸に垂直な放物線も扱いますが、そうではない。

=====
これはグラフがあった方が良かったかも知れません。


なるほど! 投稿者:まなみさん  [Profile レッスン室に住む高校1年生の女性の方] 投稿日:2002/6/2(日)11:17

よくわかりました、ありがとうございます。
いつもありがとうございます★

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放物線と他の図形との位置関係    最大・最小    図形への応用

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