センター試験2020年度 数IA 第1問[1](1)

文系のための数学

東進ハイスクールさんの2020年センター試験解説サイト

ヒント1:まずざっくりとイメージをつかむ

この問題は最初にaを定数とする。って書いてますね。まず、数学の問題を考えるときに重要だと思うのが、どこまでその式を具体的に見れるかです。定数は「変化しない数」つまり1とか2とか具体的な数ということで、まずは一番簡単な1としてみます。そうすると問題の式は
Y=(1-2-8)X+1 つまり Y=-9X+1となります。これはイメージし易いですね。

次にaを順に2、3、4、5としてみます。そうすると
a=2のとき Y=(4-4-8)X+2
= -8X+2
a=3のとき Y=(9-6-8)X+3
= -5X+3
a=4のとき Y=(16-8-8)X+4
= 4
a=5のとき Y=(25-10-8)X+5
= 7X+5

グラフにするとこうなります。aの値が大きくなると傾きがどんどん大きくなっていくのがわかります。a=4だと傾きが0 ⇒ Y=4という一定線になり、a=5だと傾きが正になりますね。

こんどはaが負の場合を見てみましょうか。a=0から-4まで変化させたときのグラフは

となります。a=5から-4まで順に見ていくと、グラフがどのように変わっていくか分かりやすいと思います。

ヒント2:「傾き」を理解する

次に「傾きが負になる」の部分です。
もし「傾き」って何ですか、って聞かれたらどうやって答えますか?ボンヤリしてて具体的に説明難しいですよね。私が説明するなら「Xが1増えたときにYが増える値」と答えます。理系で微分積分とかが出てきたら答えが変わりますが文系の人ならこれで充分。

例えば点aと点bを通る1次直線Y=2Xの傾きを求める場合、下記のように傾き2と算出しますよね。つまりXが1増える時にYが2増える⇒傾きがということです。

同じように考えると
傾きが0 ⇒ Xが1増える時にYは変わらない
傾きが負 ⇒ Xが1増える時にYは減少する

となります。

正答と解説:問題の意図を理解する

式中の(a²-2a-8)部分は1次関数の傾きを表しています。つまりこの部分が負(マイナスの値)になると言ってるわけですね。それを式に表すと

 (a²-2a-8)<0

となります。これが成立するaの範囲を求めれば回答完了です。

まず最初にグラフをイメージするとわかりやすいと思います。ヨコ軸をa、タテ軸を
(a²-2a-8)としたグラフのイメージは下図左の通りです。

考え方としては、式の中で一番次数の高い項(この場合a²)が正の場合、aが大きくなると
必ず式全体が正になります。つまりグラフの右側が上がっていくということです。
逆に負の場合は、必ず式全体が負になります。それだけ理解していると間違えることは
ありませんね。

次に(a²-2a-8)=0になるaを求めると、これが横軸と交差する値になります。
因数分解すると、(a+2)(a-4)=0 ⇒ a=-2、4
つまり曲線は横軸と-2、4で交差します。

また、aが0のとき曲線は縦軸と交差します。その値は(0²-2x0-8)=-8 つまり縦軸とー8のところで交差します。この3点を通るようにグラフを描くと下図のようになります。

最後に(a²-2a-8)が負になるaの範囲はどこか確認します。グラフを見ると、
-2<a<4の範囲で負になることがわかります。従い、これが回答となります。

回答:-2<a<4

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