方程式と解の計算問題
方程式の解が与えられたとき、係数などの値を求める
この単元のポイント
公式と考え方
解が与えられた方程式では,その数を入れると両辺が等しくなるという条件を使います。未知の係数を含む式へ既知の解を代入すると,今度は係数についての方程式になります。何が既知で何を求めるのかを分けてから,残った文字を整理しましょう。
- 解とは,方程式を成り立たせる値です。解を代入すると,等式が成り立ちます。ここでは解を新しく探すのではなく,すでに分かっている値を利用します。文字が二種類あっても,一方には具体的な値を入れられるため,一つの未知数の計算にできます。問題文の「解である」を等式が成立する条件として読み取ります。
- 代入すると についての方程式になるので,それを解きます。代入する際は,方程式の左右にある同じ文字をすべて置き換えます。一方だけ代入したり,係数を表す文字まで同じ数に変えたりしないようにしましょう。求める係数の文字は最後まで残します。
- 既知の負の解は,かっこで囲んで係数との積へ入れます。とくに係数と解の積は,負の数をかけた項として計算します。数字が隣り合う表記を,減法と読み違えないように注意します。
- 係数が出たら,その係数と指定された解の両方を元の式へ入れて検査します。左右が一致すれば,その係数のもとで指定の値が解だと確認できます。「係数を求めた」ことと「解を答えた」ことを最後に区別しましょう。
例題と解き方
が方程式 の解であるとき, の値を求めなさい。
- を代入します。
- なので, です。
- と指定の を一緒に戻すと, です。条件を満たす係数は5なので,答える対象は ではなく になります。
が方程式 の解であるとき, の値を求めなさい。
- を代入します。
- より, なので, です。
- なら左辺は ,右辺は です。係数と解が両方負でも積は正になります。
よくある間違い
- 誤り: を の に入れる → 正しくは です。既知の解が対応する文字だけを置き換えます。
- 誤り: に を入れて とする → 正しくは です。省略されていた演算は乗法です。
- 誤り: から → 正しくは です。負の係数で両辺をわり,得た係数を元の問題へ戻します。