交点の座標の求め方を完全攻略!連立方程式で解ける理由と裏ワザ
交点の座標の求め方を完全攻略!連立方程式で解ける理由と裏ワザを詳しくリサーチ! 知っておきたい 情報と解説を分かりやすく展開します。
学年が進むにつれて関数の種類は増えますが、根底にある「未知数を消去して1文字の方程式に落とし込む」という戦略は不変です。それぞれの関数に応じた解法ルートを整理して把握しておきましょう。
まずは基礎となる中2数学の一次関数交点の解き方です。傾きと切片が分かっている一次関数の交点の座標の求め方では、前述の代入法を用いることで、文字xの一元一次方程式へと即座に変形できます。移行の際の符号ミスさえ警戒すれば、確実に満点を狙える得点源となります。
高校受験および高校数学の第一の関門となるのが、放物線と直線の交点の座標です。放物線 $y = ax^2$ と直線 $y = mx + k$ の交点を求める場合も、やるべきことは全く変わりません。「$ax^2 = mx + k$」とおいて左辺にまとめ、2次方程式「$ax^2 - mx - k = 0$」を因数分解または解の公式で解くだけです。
このとき、交点の個数が何個になるかを一瞬で見抜く決定打が、2次方程式の実数解と交点の個数を決定づける判別式 $D = b^2 - 4ac$ です。
さらに高校数学では、円と直線の交点の座標の求め方として、円の方程式 $x^2 + y^2 = r^2$ に直線 $y = mx + n$ を代入する手法を学びます。また、幾何的なアプローチとして「円の中心と直線の距離 $d$」と「円の半径 $r$」を比較するテクニックも併用されます。難関大入試の頻出分野である高校数学の2直線の交点ベクトルでは、交点を直線上の存在条件(内分比 $s : (1-s)$ や $t : (1-t)$)を用いて立式し、一次独立な2つのベクトル係数を比較して連立方程式に帰着させます。
各分野の特徴と手筋の違いを一目で把握できるよう、交点の座標の求め方詳細まとめとして以下の比較表に整理しました。