本文へ移動
オンライン学習塾マスネット

中3の関数 y=ax² が分からないときの立て直し方|変域・変化の割合・放物線と直線の3つのつまずきと解き方

公開日 更新日 執筆:塾長 馬籠先生

2学期の中間テストで、関数 y=ax² の問題が解けなかった。一次関数はなんとかできたのに、変域や変化の割合になると答えが合わないと言う。高校入試にも出ると聞いて、焦っている。

結論からお伝えします。関数 y=ax² のつまずきは、ほとんどが「変域」「変化の割合」「放物線と直線の交点」の3つに集中しています。どれも、一次関数と同じやり方で解こうとして間違えるのが原因です。一次関数との違いを押さえ、確認問題6問でつまずいている場所を見つけてください。この単元は、高校入試の関数の大問で毎年のように出題されます。

この記事は、オンライン学習塾マスネットが運営しています。保護者様も一緒に確認できるように、問題と答えを載せています。


関数 y=ax² とは何か

関数 y=ax² は、y が x の2乗に比例する関係です。グラフは「放物線」と呼ばれる、原点を通る左右対称の曲線になります。

a の値グラフの形y の値
a が正の数上に開いた放物線(原点が一番低い点)0以上になる
a が負の数下に開いた放物線(原点が一番高い点)0以下になる

例えば y=2x² なら、x が 1 のとき y は 2、x が 2 のとき y は 8、x が −2 のときも y は 8 です。x が正でも負でも、2乗すると正の数になるため、グラフは y 軸について左右対称になります。


一次関数との3つの違い

関数 y=ax² でつまずく原因の多くは、一次関数と同じように考えてしまうことです。

比べる点一次関数 y=ax+b関数 y=ax²
グラフ直線放物線(曲線)
変化の割合いつも一定で、a と同じ一定ではなく、x の範囲によって変わる
変域x の変域の両端から y の変域が決まるx の変域が 0 をまたぐと、y の最小値(または最大値)は 0 になる

一次関数は中学2年生で学んだ内容です。一次関数自体があいまいな場合は、先にそちらを立て直してください。

→ 中2の一次関数が分からないときの立て直し方|つまずく5つの場所と、中1の比例まで戻る手順


どこでつまずいているかが分かる確認問題

次の6問を、何も見ずに解いてみてください。

問1(値を求める)
y=2x² で、x=−3 のときの y の値を求めなさい。

問2(式を求める)
y=ax² のグラフが点 (2, 12) を通るとき、a の値を求めなさい。

問3(変化の割合)
関数 y=x² で、x の値が 1 から 3 まで増加するときの変化の割合を求めなさい。

問4(変域)
関数 y=x² で、x の変域が −2 ≦ x ≦ 3 のときの y の変域を求めなさい。

問5(放物線と直線の交点)
放物線 y=x² と直線 y=x+2 の交点の座標を求めなさい。

問6(三角形の面積)
問5の2つの交点を A、B とし、原点を O とするとき、三角形 OAB の面積を求めなさい。

答えと解き方

問題答え解き方
問1y=182 ×(−3)² = 2 × 9 = 18。−3 を2乗すると 9 になる
問2a=312 = a × 2² より 12 = 4a、a = 3
問34x=1 のとき y=1、x=3 のとき y=9。(9 − 1) ÷ (3 − 1) = 4
問40 ≦ y ≦ 9x の変域が 0 をまたぐので、y の最小値は x=0 のときの 0。最大値は x=3 のときの 9
問5(−1, 1)、(2, 4)x² = x + 2 より x² − x − 2 = 0、(x − 2)(x + 1) = 0。x = 2、−1
問63直線 y=x+2 と y 軸の交点 (0, 2) で三角形を2つに分ける。1/2 × 2 × 1 + 1/2 × 2 × 2 = 3

間違えた問題から、つまずいている場所が分かる

間違えた問題つまずいている場所戻る単元
問1負の数の2乗中学1年生の正負の数
問2式への代入と、方程式の解き方中学1年生の方程式
問3変化の割合の意味中学2年生の一次関数の変化の割合
問4変域の考え方この単元の変域(グラフをかいて確かめる)
問5二次方程式の解き方中学3年生の二次方程式(因数分解)
問6座標を使った面積の求め方一次関数の切片と、三角形の面積

問5は、1学期に学んだ二次方程式を使います。関数 y=ax² は、二次方程式が解けることが前提になっている単元です。


3つのつまずきの直し方

つまずき1:変域で、両端だけを計算してしまう

問4で「4 ≦ y ≦ 9」と答えてしまうのが、最も多い間違いです。x=−2 のとき y=4、x=3 のとき y=9 と、両端だけを計算したためです。

x の変域に 0 が含まれるときは、y の最小値は 0 になります(a が正の場合)。放物線は原点が一番低い点なので、x が −2 から 3 まで動く間に、必ず原点を通るからです。

迷ったときは、必ずグラフを簡単にかいて確かめてください。 グラフを見れば、y が一番小さくなる点と一番大きくなる点がすぐに分かります。

つまずき2:変化の割合を a と答えてしまう

一次関数では、変化の割合はいつも a でした。しかし関数 y=ax² では、変化の割合は x の範囲によって変わります。

変化の割合は、「y の増加量 ÷ x の増加量」で求めます。問3なら、(9 − 1) ÷ (3 − 1) = 4 です。

なお、x の値が p から q まで増加するときの変化の割合は、a(p + q) で求めることもできます。問3なら 1 ×(1 + 3)= 4 です。ただし、まずは「y の増加量 ÷ x の増加量」で求められるようにしてから使ってください。

つまずき3:放物線と直線の交点が求められない

放物線と直線の交点は、2つの式を連立して解きます。 y を消去すると二次方程式になります。

問5なら、x² = x + 2 を整理して x² − x − 2 = 0。因数分解して (x − 2)(x + 1) = 0 から、x = 2、−1 です。

ここで止まる場合は、二次方程式の因数分解に戻ってください。


高校入試の関数の大問は、この単元が中心

公立高校入試の数学では、関数 y=ax² と一次関数を組み合わせた大問が、多くの都道府県で毎年のように出題されます。

よく出る問題の流れは、次の通りです。

順番問われること
1放物線の式を求める(問2の形)
2変域や変化の割合を求める(問3・問4の形)
3直線の式を求める(一次関数)
4交点の座標を求める(問5の形)
5三角形の面積を求める(問6の形)

この記事の確認問題6問は、入試の関数の大問の流れとほぼ同じです。6問が全部解ければ、入試の関数の基本は身についています。


保護者様が一緒に確認するときのコツ

グラフをかかせてください。 変域や面積の問題で迷ったら、まずグラフをかく習慣をつけると、間違いが大きく減ります。

答えだけでなく、途中の式を見てください。 負の数の2乗、代入、因数分解のどこで間違えたかを一緒に探すと、戻るべき単元が分かります。

入試に出ることを、焦りの材料にしないでください。 「入試に出るのに」と言われると、生徒さんは焦るだけです。「6問のうち何問解けた?」と、できたことから話してください。


現場で見えたこと

関数 y=ax² の答案を見ると、最も多い間違いは、問4のような変域の問題です。両端の値だけを計算して、原点を通ることを見落としてしまいます。グラフをかく習慣がない生徒さんほど、この間違いをします。

もう一つは、交点の問題で止まってしまうケースです。話を聞くと、関数が分からないのではなく、1学期の二次方程式の因数分解があいまいなままでした。関数の単元の点数が低い原因が、別の単元にあることは珍しくありません。

中学3年生の2学期は、定期テストの対策と受験勉強が重なる時期です。関数 y=ax² は、定期テストの点数と、入試の関数の大問の両方につながる単元です。ここで立て直しておくと、2つの目標に同時に近づけます。


よくある質問

Q. 関数 y=ax² とは何ですか。
y が x の2乗に比例する関係です。グラフは原点を通る左右対称の放物線になり、a が正なら上に開き、a が負なら下に開きます。

Q. 関数 y=ax² の変化の割合はどう求めますか。
「y の増加量 ÷ x の増加量」で求めます。一次関数と違い、変化の割合は x の範囲によって変わります。x が p から q まで増加するときは、a(p + q) でも求められます。

Q. 変域の問題でいつも間違えます。
x の変域に 0 が含まれるかを確認してください。含まれる場合、a が正なら y の最小値は 0 です。迷ったら、グラフをかいて確かめてください。

Q. 放物線と直線の交点はどう求めますか。
2つの式を連立して解きます。y を消去すると二次方程式になるので、因数分解などで解きます。

Q. 関数 y=ax² は高校入試に出ますか。
一次関数と組み合わせた大問として、多くの都道府県で毎年のように出題されます。放物線の式、変域、交点、三角形の面積がよく問われます。

Q. 一次関数もあいまいです。どちらから始めればいいですか。
一次関数から始めてください。関数 y=ax² の大問では、直線の式を求める問題も出るため、一次関数が土台になります。


次に読んでいただきたい記事

中学3年生で、内申が足りるか不安な場合はこちらをご覧ください。

→ 中学3年生の内申はまだ間に合う?10月から動かせる範囲と、内申が足りないときの志望校の決め方

中間テストの結果を見て、塾を始めるかどうか迷っている場合はこちらをご覧ください。

→ 中間テストが悪かった今、塾を始めるべき?期末テストに間に合う条件と、始めるまでの最短スケジュール


関数でつまずいている方へ

関数 y=ax² のつまずきは、多くの場合、変域・変化の割合・交点の3つと、その前の単元にあります。どこで止まっているかが分かれば、立て直しは早く進みます。

マスネットでは、2つの入口をご用意しています。

答案を見て、どこでつまずいているかをお伝えします。
中間テストの答案を写真で送っていただければ、関数のどこでつまずいているか、どの単元まで戻ればいいかをお伝えします。入塾の勧誘はいたしません。

→ 公式LINEで答案診断を受ける

定期テストと入試の関数を、1対1で一緒に仕上げます。
完全1対1のオンライン授業で、途中式まで確認しながら、つまずいている単元から入試の関数の大問まで順に進めます。Zoomでの学習面談と体験授業は無料で、入会のご勧誘は一切いたしません。

→ 無料体験授業を申し込む

この記事に関連するコース・教材

無料教材(PDF)