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無料 ·中学3年

二次方程式

社会でどう使われるか

「ボールを投げたとき、何秒後に地面に落ちるか?」——これは二次方程式で解く問題。ロケットの飛行時間計算、橋のケーブル形状設計(放物線)、ゲームの物理エンジンにおける衝突判定まで、「放物線」が絡む問題はすべて二次方程式が解の鍵を握る。

要点

二次方程式の標準形

ax² + bx + c = 0 の形。次数が2(x²を含む)方程式。解は最大2つ。

因数分解による解法

左辺を因数分解して (x − p)(x − q) = 0 の形にし、x = p または x = q を得る。

平方完成による解法

x² + bx の形を (x + b/2)² − (b/2)² に変形して平方根を取る。

解の公式

どんな二次方程式にも使える万能公式。判別式 D = b²−4ac で解の個数がわかる。

ロケットの飛行時間

初速 20m/s で真上に打ち上げたロケットが地面に戻る時間は?高さ h = 20t − 5t²。h = 0 を解くと t = 0 または t = 4 秒。

確認問題 10問

選ぶと答え合わせできます

Q1 x² − 5x + 6 = 0 の解は?

Q2 x² − 9 = 0 の解は?

Q3 x² + 4x + 4 = 0 の解は?

Q4 解の公式で 2x² + 3x − 2 = 0 を解いたとき、x は?

Q5 x² − 4x = 0 の解は?

Q6 判別式 D = b² − 4ac が負のとき解は?

Q7 縦と横の合計が 20 cm の長方形で面積が 96 cm² のとき、縦の長さは?

Q8 h = 30t − 5t²(h: 高さm, t: 秒)でボールが最高点に達する時間は?

Q9 x² − 6x + k = 0 が重解を持つとき k は?

Q10 3(x − 1)² = 27 の解は?

この単元を使う職業

航空宇宙エンジニア ¥1050万
ゲームエンジニア ¥850万
土木・橋梁エンジニア ¥750万

航空宇宙エンジニア¥1050万

ロケットや航空機の軌道・飛行時間を二次方程式(運動方程式)で計算する。

使う数学: 二次方程式微分・積分ベクトル微分方程式

ゲームエンジニア¥850万

物理エンジン(弾道・衝突判定・重力)の実装に二次方程式を使用する。

使う数学: 二次方程式ベクトル三角関数線形代数

土木・橋梁エンジニア¥750万

橋のケーブルや梁のたわみ(放物線形状)を二次方程式で設計・検証する。

使う数学: 二次方程式微分・積分材料力学有限要素法

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