2次関数のグラフとx軸の共有点の座標を求める

ポイントを確認!

気になるところをタップして確認しましょう。

x 軸上のすべての点の座標は,y 座標が 0 である。

例えば,2次関数 y=ax^2+bx+c のグラフが x 軸と共有点をもつとき,共有点の x 座標は,y=0 となる x の値,すなわち2次方程式 ax^2+bx+c=0 の実数解である。

x 軸との共有点 ⇒ y=0 を代入!

練習問題にチャレンジ!

何度も解いて体で覚えましょう!

次の2次関数のグラフと x 軸の共有点の座標を求めよ。また,グラフが x 軸に接するものはどれか。

【解答】

このグラフと x 軸の共有点の x 座標は

y=0 を代入して

\begin{align*}
& \color{red}\scriptsize 左右入れ替えて\\
x^2-4x-5 &= 0\\
(x+1)(x-5) &= 0\\
x &= -1,\ 5\\
& \color{red}\scriptsize 小さい順がオススメ\\
\end{align*}

よって,共有点の座標は

(-1,\ 0),\ (5,\ 0)

実数解が2個  ⇒ 「異なる2点を共有」

【解答】

このグラフと x 軸の共有点の x 座標は

y=0 を代入して

\begin{align*}
& \color{red}\scriptsize 左右入れ替えて\\
x^2-4x+4 &= 0\\
\colorbox{mistyrose}{$x$}^2-2 \cdot \colorbox{mistyrose}{$x$} \cdot \colorbox{lightcyan}{$2$} + \colorbox{lightcyan}{$2$}^2 &= 0\\
(\colorbox{mistyrose}{$x$}-\colorbox{lightcyan}{$2$})^2 &= 0\\
x &= 2
\end{align*}

よって,共有点の座標は

(2,\ 0)

2次関数のグラフと x 軸の共有点がただ1つだから,グラフは x 軸に接する。

実数解が1個 ⇒ 「1点だけ共有」「接する」

【解答】

このグラフと x 軸の共有点の x 座標は

y=0 を代入して

\begin{align*}
& \color{red}\scriptsize 左右入れ替えて\\
x^2-4x+5 &= 0\\
\color{red}\scriptsize 因数分解できないから &  \color{red}\scriptsize ⇒ 解の公式\\
x &= \dfrac{8\pm\sqrt{16-4 \cdot 5}}{2}\\
x &= \dfrac{8\pm\sqrt{16-20}}{2}\\
x &= \dfrac{8\pm\sqrt{\colorbox{red}{\color{white}$-4$}}}{2}\\
& \color{red}\scriptsize ルート内がマイナス⇒実数解はない!
\end{align*}

よって,y=x^2-4x+5 のグラフは x 軸と共有点をもたない。

実数解が0個 ⇒ 「共有する点なし」

次の2次関数のグラフと x 軸の共有点の座標を求めよ。また,グラフが x 軸に接するものはどれか。

【解答】

このグラフと x 軸の共有点の x 座標は

y=0 を代入して

\begin{align*}
& \color{red}\scriptsize 左右入れ替えて\\
x^2-x-6 &= 0\\
(x+2)(x-3) &= 0\\
x &= -2,\ 3\\
& \color{red}\scriptsize 小さい順がオススメ\\
\end{align*}

よって,共有点の座標は

(-2,\ 0),\ (3,\ 0)

実数解が2個  ⇒ 「異なる2点を共有」

【解答】

このグラフと x 軸の共有点の x 座標は

y=0 を代入して

\begin{align*}
0 &= -x^2+3x-1\\
& \color{red}\scriptsize ↙右辺から左辺に移項\\
x^2-3x+1 &= 0\\
\color{red}\scriptsize 因数分解できないから &  \color{red}\scriptsize ⇒ 解の公式\\
x &= \dfrac{3\pm\sqrt{9-4 \cdot 1}}{2}\\
&= \dfrac{3\pm\sqrt{5}}{2}
\end{align*}

よって,共有点の座標は

\left(\dfrac{3-\sqrt{5}}{2},\ 0\right),\ \left(\dfrac{3+\sqrt{5}}{2},\ 0\right)

実数解が2個  ⇒ 「異なる2点を共有」

【解答】

このグラフと x 軸の共有点の x 座標は

y=0 を代入して

\begin{align*}
& \color{red}\scriptsize 左右入れ替えて\\
2x^2+4x+2 &= 0\\
\color{red}\scriptsize 両辺を2で割る &\\
x^2+2x+1 &= 0\\
\colorbox{mistyrose}{$x$}^2+2 \cdot \colorbox{mistyrose}{$x$} \cdot \colorbox{lightcyan}{$1$} + \colorbox{lightcyan}{$1$}^2 &= 0\\
(\colorbox{mistyrose}{$x$}+\colorbox{lightcyan}{$1$})^2 &= 0\\
x &= -1
\end{align*}

よって,共有点の座標は

(-1,\ 0)

2次関数のグラフと x 軸の共有点がただ1つだから,グラフは x 軸に接する。

実数解が1個 ⇒ 「1点だけ共有」「接する」

【解答】

このグラフと x 軸の共有点の x 座標は

y=0 を代入して

\begin{align*}
& \color{red}\scriptsize 左右入れ替えて\\
2x^2-5x-3 &= 0\\
(2x+1)(x-3) &= 0\\
x &= -\dfrac12,\ 3\\
& \color{red}\scriptsize 小さい順がオススメ\\
\end{align*}

よって,共有点の座標は

\left(-\dfrac12,\ 0\right),\ (3,\ 0)

実数解が2個  ⇒ 「異なる2点を共有」

次の2次関数のグラフと x 軸との共有点の座標を求めよ。

【解答】 x軸との共有点⇒y=0
 

2次関数 \colorbox{oldlace}{$y=$}x^2-8x+11 のグラフと x 軸の共有点の x座標は,

\newcommand\colUL[2]{\textcolor{#1}{\underline{\color{black}#2}}}
\newcommand\colMM[2]{\textcolor{#1}{\scriptsize\bf #2}}
\newcommand\colBX[2]{\colorbox{#1}{#2}}
\begin{align*}
\colBX{palegreen}{$1$} x^2\colBX{thistle}{$-8$}x\,\colBX{lightcyan}{$+11$} & \colBX{oldlace}{$= 0$}
\end{align*}

これを解いて

\newcommand\colUL[2]{\textcolor{#1}{\underline{\color{black}#2}}}
\newcommand\colMM[2]{\textcolor{#1}{\scriptsize\bf #2}}
\newcommand\colBX[2]{\colorbox{#1}{#2}}
\begin{align*}
&  \ \colMM{purple}{真ん中2乗 \Darr}     \colMM{green}{\Darr 先頭} \times \colMM{deepskyblue}{最後}\\
x &= \dfrac{\colBX{thistle}{$8$} \pm \sqrt{\colBX{thistle}{$64$}-4 \cdot \colBX{lightcyan}{11}}}{\colBX{palegreen}{$2$}}\\
&    \colMM{green}{     \Uarr 先頭2倍}\\
&= \dfrac{8 \pm \sqrt{64-44}}{2}\\
\\
&= \dfrac{8 \pm \sqrt{20}}{2}\\
\\
&= \dfrac{8 \pm \sqrt{4 \cdot 5}}{2}\\
\\
&= \dfrac{8 \pm 2\sqrt{5}}{2}\\
\\
&= \dfrac{2(4 \pm \sqrt{5})}{2} = 4 \pm \sqrt{5}
\end{align*}

よって,共有点の座標は y=0 だから

(4+\sqrt{5},\ 0)  (4-\sqrt{5},\ 0)

【解答】 x軸との共有点⇒y=0
 

2次関数 \colorbox{oldlace}{$y=$}2x^2+4x-5 のグラフと x 軸の共有点の x座標は,

\newcommand\colUL[2]{\textcolor{#1}{\underline{\color{black}#2}}}
\newcommand\colMM[2]{\textcolor{#1}{\scriptsize\bf #2}}
\newcommand\colBX[2]{\colorbox{#1}{#2}}
\begin{align*}
\colBX{palegreen}{$2$} x^2\colBX{thistle}{$+4$}x\,\colBX{lightcyan}{$-5$} & \colBX{oldlace}{$= 0$}
\end{align*}

これを解いて

\newcommand\colUL[2]{\textcolor{#1}{\underline{\color{black}#2}}}
\newcommand\colMM[2]{\textcolor{#1}{\scriptsize\bf #2}}
\newcommand\colBX[2]{\colorbox{#1}{#2}}
\begin{align*}
&   \ \colMM{purple}{真ん中2乗 \Darr}     \colMM{green}{\Darr 先頭} \times \colMM{deepskyblue}{最後}\\
x &= \dfrac{\colBX{thistle}{$-4$} \pm \sqrt{\colBX{thistle}{$16$}-4 \cdot \colBX{lightcyan}{$(-10)$}}}{\colBX{palegreen}{$4$}}\\
&     \colMM{green}{     \Uarr 先頭2倍}\\
&= \dfrac{-4 \pm \sqrt{16+40}}{4}\\
\\
&= \dfrac{-4 \pm \sqrt{56}}{4}\\
\\
&= \dfrac{-4 \pm \sqrt{4 \cdot 14}}{4}\\
\\
&= \dfrac{-4 \pm 2\sqrt{14}}{4}\\
\\
&= \dfrac{2(-2 \pm \sqrt{14})}{4} = \dfrac{-2 \pm \sqrt{14}}{2}
\end{align*}

よって,共有点の座標は y=0 だから

\left(\dfrac{-2 - \sqrt{14}}{2},\ 0\right), \left(\dfrac{-2 + \sqrt{14}}{2},\ 0\right)
  • 20210921…初版公開。問題数7。

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