先日の問題の(2)も解いてみましょう。図にしたので、(2)も断然わかりやすいです。一瞬で解けちゃいそう。昨日、今日の問題は、定数分離にした片方が、よく見ると直線の式になってるというお話でした。もっというと、そうだな、中2レベルに戻って、この直線の式を眺めてみましょう。いいですか、中2生になったつもりで、ですよ。ほら、あることに気が付きましたね。直線型の定数分離にした場合、ある定点を通るということに気が付きます。なんか、それだけなんですがwww。でも、このことだけでも、かなりハードル下がったと思いませんか。なので、その定点を通る直線を引けば終わりです。「中2で、出てきます。傾きが2で、点(-3, 2)を通る直線の式を求めよ」みたいな問題が。当塾では、代入なんかさせません。(面倒くさくって、時間かかるからです)。一瞬で、y=2x-4と、直線の式を書かせてます。安心してください。なれるとだれでも出来るようになりますから。話を(2)に戻します。図を見て、解法の方針を決めれますね。あとは解くだけです。お疲れさまでした。
与式① 正直、よくわかりません(汗)。そんな時は思い切って
・・・問題文に「 aは定数 」と書いてあるので定数分離型で考えてみましょう。つまり、片方(ボードでは青の①)2次関数を平方完成してグラフにします。もう片方(青の②)は 一次関数 y = aX + a として見ます。この1次関数として見る時の利点は・・・ある点を通るということです。つまり定点を通るから、そこを起点に直線をグラフに充てていけばいいんです。定点を通るんだ、とわかれば気持ちも楽になりますよね。あとは、実数解の個数が1個になる範囲を見つければ終わり。ね、このようにグラブで考えると一発で解答できちゃいます。
右辺は、傾き-2でy切片がaの直線の式に見えますか。ここに気が付いた人は凄い!これは、中学2年で学習する一次関数の式と同じですよね。なので、みなさんは、普通に、この斜めの直線を上から下へスライドさせて当てていくと思いますが、曲線部分との接点、つまり重解をもつときの判別式の計算など面倒くさそうじゃないですか。なので、同じ定数分離でもy = aのx軸に平行な直線として見てあげれば、見た目にもわかりやすくなります。このように手を動かす前に、まずは問題を見たら、どうやって解いていくのかを軽く考えましょう。そして、方針が決まったら(なんとなく見えたらでもOK)、あとは計算するだけ。平方完成頑張って、図に出来たら勝ち。今回は、解の個数がちょうど3個だけでしたので楽でした。解けると嬉しいので、この基本問題は何度も何度も練習してマスターしちゃってください。自信になります。
条件式が2次なのに最大最小値を求めるのは1次の式。はぁ?ンな事できるの?無理だべや。(っていうか私には出来そうもない)つまり、このままだと文字消去できないので、逆の発想で1次式をkとおき、こっちを条件式として考えてみる。この、今ここ作った、新しい連立方程式で( x , y ) が存在するようなkがあればいいな。これは青チャの2変数関数の最大・最少(4)です。
何やら複雑そうで、見ただけで心折れます。めげずに落ちついて見直すと、複二次式になってます。わざとらしく、同じカッコの式を含んでますね。何とかなるかも。思い切って(の式)を文字に置き換えちゃいましょう。ここで注意!文字で置き換えた時は、すぐにその新しい文字の変域も求めます。必ずしてください。あとから書こうと思ってても、多分忘れますwww。これでスッキリ。見慣れたいつもの二次関数の式に帰着(めでたしめでたし)。あとは、解くだけ。平方完成してグラフでね。この例題はとても重要です。確実に解けるようにしておいてください。
2次関数が苦手と言ってた高校生が、この問題を自力で挑戦し、なんとか正解できるようになりました(祝)。数学が苦手な生徒さん自身からは決して開く事の無い青チャートの重要問題をです。これは凄いことです。本人もビックリ。どちらかというと数学は苦手な子ですが、最近は少しずつ「解ける気がしてきた」そうです。本人の勉強に対する気持ちの変化が表れてきました。そうなんですよね、考えながらやれば、つまり暗記に頼らず、自分で考えた解法の手順に従って順番に解けば・・・、計算間違わず上手くいけば正解できます。それを何度も復習すればマスター出来ます。
これは青チャの問題です。連立方程式は何のためにするんだっけ?これを知ってるとハードルがグーンと下がり、難しくなくなります。そうです、文字消去ですね。変数2個、式も2本ありますから、解けそうです。①式、②式で代入、足し、引きしても消せそうにない。そんな時は「因数分解」してみよう。①式は簡単に因数分解できそうですね。ここに気が付いて①式を因数分解出来たら、半分終わりです。あとは、ただひたすらxとyを求めていくだけのゲームになります。お疲れさまでした。
パッと見、指数が汚いな、と感じたらこれは奇麗にしてねというHINTだと思ってください。つまり中3で習った公式1番にしてあげればいいんです。(1) 素直にaに数値を代入して、因数分解。指数関数のグラフの形を思い出せば >0になるよね。(2) 下に凸だから最小値。あとは平行完成しておしまい。
この問題は、たぶん高校生の数1Aですが、中学生でも解けると思います。塾の中3に出してみました。いつも言うことですが、頭で考えても無理です。まずは余計なことは何も考えずに、実際に手を動かして書きだしてみるとわかります。① 和が5になる場合の数は、10通りありますね。② 3個中2個だけ⇐「2個だけ」とわざわざ書いてます。つまり3個の時はダメだよ、のヒントです。なら、1個の時も当然ダメ=つまり、どういうときかなのかが見えたら勝ちです。なので、余事象で考えたほうが楽ですね。実際に中学生でも解けました。
なんだこりゃ?どういう意味?正直、パッと見で良くわかんない、
一般形を忘れちゃった時は、何も考えずにそのまま実際に計算してみましょう。意外とどうにかなるものです。つまり、丸暗記した一般形をいざ使うときに、どっちがどうだっけ?と迷っちゃうことありますよね。なので、最初は面倒がらずに手を動かして実際に解いてみましょう。そうすることで覚えて身につきます。最低3~5回は復習してください。やれば覚えますから。