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2022年6月24日

2次関数のグラフの平行移動

 2次関数
\[\large y=a(x-p)^2+q\qquad\normalsize(a, p, q:定数, a\neq0)\]
のグラフは、$y=ax^2$のグラフをx軸方向に$p$、y軸方向に$q$だけ平行移動したものであるといえます。(x軸・y軸方向とは、その座標軸の正の方向のことです。)

このことを、$y=ax^2$のグラフ上の各点の平行移動先が$y=a(x-p)^2+q$のグラフと一致することから確かめてみます。


2次関数y=ax^2のx=kにおける点をx軸方向にp、y軸方向にqだけ平行移動すると(k+p, ak^2+q)
 2次関数$y=ax^2$のグラフの$x=k$($k:$任意の実数)における点の座標は$(k, ak^2)$です。
この点がx軸方向に$p$、y軸方向に$q$だけ平行移動すると$(k +p, ak^2+q)$へ移ります。
(k+p, ak^2+q)は2次関数y=a(x-p)^2+qのx=k+pにおける点
今度は、$y=a(x-p)^2+q$のグラフの$x=k +p$における点の座標を調べてみると、
\begin{align*}y&=a\bigl\{(k +p)-p\bigr\}^2+q\\[0.5em]&=ak^2+q\end{align*}
となるため$(k +p, ak^2+q)$であることがわかります。
これは$y=ax^2$のグラフの$x=k$における点の平行移動先に一致します。
また、$k$は任意の実数なので、$y=ax^2$のグラフ上のすべての点について成り立ちます。
$y=ax^2$のグラフ上のすべての点をx軸方向に$p$、y軸方向に$q$だけ平行移動するということは、グラフ全体をx軸方向に$p$、y軸方向に$q$だけ平行移動するということです。
そして、この平行移動によって得られる点は、ちょうど$y=a(x-p)^2+q$のグラフ上のすべての点となります。
ゆえに、$y=ax^2$のグラフの平行移動先は$y=a(x-p)^2+q$のグラフと一致します。
2次関数y=ax^2をx軸方向にp、y軸方向にqだけ平行移動するとy=a(x-p)^2+q
したがって、$y=ax^2$のグラフをx軸方向に$p$、y軸方向に$q$だけ平行移動したグラフの方程式が
\[\large y=a(x-p)^2+q\]
と表せることがわかります。

(2026/2)内容を変更しました。

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