2乗に比例する関数

【定義】

yy が xx の2乗に比例する:yy が xx の関数で,xx と yy の間に y=ax2y=ax^2 (a≠0a \neq 0)の関係が成り立つこと

比例定数:y=ax2y=ax^2 における aa

y=ax2y=ax^2 のグラフ

  • 原点を通り,$y$ 軸について対象な曲線である。
  • $a>0$ のとき,上に開いている(上に凸)。
  • $a<0$ のとき,下に開いている(下に凸)。
  • $a$ の絶対値が大きいほど,グラフの開き方は小さい。
  • $y=ax^2$ のグラフと $y=-ax^2$ のグラフは,$x$ 軸について対称である。

関数 y=ax2y=ax^2 の値の変化

関数 y=ax2y=ax^2 では,xx の値が増加するにつれて,それに対応する yy の値は次のように変化する。

a>0a>0 のとき

  • $x<0$ のとき,$y$の値は減少する。
  • $x>0$ のとき,$y$の値は増加する。
  • $x=0$ のとき,$y=0$ となり,$y$ の値は減少から増加に変わる。このとき,$y$ は最小値をとる。

a<0a<0 のとき

  • $x<0$ のとき,$y$の値は増加する。
  • $x>0$ のとき,$y$の値は減少する。
  • $x=0$ のとき,$y=0$ となり,$y$ の値は増加から減少に変わる。このとき,$y$ 最大値をとる。

関数 y=ax2y=ax^2 の活用

スタート直後の短距離走で,進む距離と時間,自動車の時速と制動距離(ブレーキが効き始めてから停止するまでの距離)などは,2乗に比例する関数といえる。

いろいろな関数

グラフが階段状になる関数や,xx の変域によって異なる式で表される関数がある。