交点の座標の求め方を完全攻略!連立方程式で解く裏ワザと盲点
関数の難易度が上がっても、交点の求め方の基本アルゴリズムは変わりません。ここでは中学2年で学ぶ1次関数同士の交点計算から、中学3年で登場する「放物線と直線の交点の座標」を求める実践的な手順を整理します。
1. 1次関数同士(2直線)の交点:等置法による高速化
2直線の交点を求める際、加減法よりもミスが少なく圧倒的に速いのが等置法(代入法の一種)です。
一般形 $ax + by + c = 0$ で与えられた場合は加減法が有効ですが、$y = ax + b$ の標準形であれば、右辺同士をそのままイコールでつなぐのが鉄則です。
- ステップ1:2つの直線の式を $y = mx + n$ の形にそろえる。
- ステップ2:右辺同士をイコールで結び、$x$についての方程式を解く。
- ステップ3:求めた$x$の値を計算しやすい方の式に代入し、$y$座標を確定させる。
2. 放物線と直線の交点:2次方程式への帰着
中学3年数学で学習する「二次関数 直線 交点 求め方」も、アプローチは全く同一です。放物線 $y = ax^2$ と直線 $y = mx + n$ の交点を求める場合、右辺同士を結ぶと2次方程式 $ax^2 = mx + n$(整理して $ax^2 - mx - n = 0$)が得られます。
放物線と直線の交点は通常最大2箇所存在します。2次方程式を因数分解または解の公式で解くことで2つの$x$座標($x_1, x_2$)が求まり、それぞれを直線の式に代入することで対応する2組の交点座標 $(x_1, y_1), (x_2, y_2)$ が求まります。