与えられたグラフから、放物線と直線の交点の座標を求める問題です。

幾何学放物線直線交点グラフ
2025/5/5

1. 問題の内容

与えられたグラフから、放物線と直線の交点の座標を求める問題です。

2. 解き方の手順

グラフから、以下の情報を読み取ります。
* 放物線の頂点の座標は (0,0)(0, 0)
* 直線は点 (1,1)(1, -1)yy軸上の点 (0,2)(0, 2) を通る
放物線は頂点が (0,0)(0, 0) なので、y=ax2y = ax^2 の形をしていることがわかります。
グラフから、x=1x=1 のとき y=2y=-2であることが読み取れるので、x=1x = 1y=2y = -2 を代入して、aa を求めます。
2=a(1)2-2 = a(1)^2
a=2a = -2
したがって、放物線の式は y=2x2y = -2x^2 となります。
次に直線の式を求めます。直線は、y=mx+by = mx + b の形をしています。
yy切片はグラフから 22 であることがわかるので、b=2b=2 です。
したがって、y=mx+2y = mx + 2 となります。
この直線は点 (1,1)(1, -1) を通るので、 x=1x = 1, y=1y = -1 を代入して、mmを求めます。
1=m(1)+2-1 = m(1) + 2
m=3m = -3
したがって、直線の式は y=3x+2y = -3x + 2 となります。
交点の座標を求めるには、放物線の式と直線の式を連立させて解きます。
2x2=3x+2-2x^2 = -3x + 2
2x23x+2=02x^2 - 3x + 2 = 0
判別式 D=(3)24(2)(2)=916=7<0D = (-3)^2 - 4(2)(2) = 9 - 16 = -7 < 0 なので、実数解は存在しません。
しかし、グラフには交点が存在します。
グラフから直接読み取る方法を考えます。
グラフをよく見ると、放物線は点(1, -2)を通っているようです。
直線は(1, -1)を通っています。
直線は(0,2)を通るので、傾きは (2(1))/(01)=3(2-(-1))/(0-1) = -3
y=3x+2y = -3x+2
放物線は頂点が(0,0)で(1,-2)を通るので、y=ax2y = ax^2 に (1,-2)を代入すると、
2=a(12)-2= a(1^2)
a=2a=-2
y=2x2y = -2x^2
交点を求めるには、
2x2=3x+2-2x^2 = -3x+2
2x23x+2=02x^2-3x+2 = 0
判別式D=(3)24(2)(2)=916=7D = (-3)^2-4(2)(2) = 9-16 = -7
実数解を持たないため、グラフは交わりません。
グラフから読み取るしかありません。交点は存在しないようです。
ただし、問題に与えられた通り、放物線は点(1, -2)を通ると仮定します。そして、問題に与えられた通り、直線は点(1,-1)を通ると仮定します。
グラフから交点を読み取ると、だいたい(0.5,3.5)(-0.5, 3.5)(2,4)(2, -4)あたりであるように見えます。

3. 最終的な答え

交点は存在しない。

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