数学の質問です。
関数のグラフを書く時にはグラフにどのような値を書き込めばよいのでしょうか?問題集の解答ではグラフと軸の交点、漸近線と軸の交点は書いてあったと記憶して居ますが、それとは別に、グラフ上の点の座標も書き込んであったと思います。どんな点の座標を書き込めば良いのでしょうか?極値や変曲点はどうでしょうか?また、漸近線が一次関数の場合、その式も書いた方が良いのでしょうか?
回答宜しくお願い致します。
ベストアンサー

数年前まで現役で高校数学教諭をしていた者です。この類の悩みは生徒からもよく聞かれます。
少し考え方を変えてみてはいかがでしょうか。
もちろん、基本的にはグラフから元の式が分かるように情報を書き込むのが鉄則ですが、複雑な式であればあるほどそれは困難になっていきます。
だからこそ、「こういう関数なら何点書けば良い」ということではなく、シンプルに「自分が問題を解くときに利用した情報を書き込む」という発想が自然なのではないでしょうか。
そもそも教員目線から申し上げると、「グラフを書け」という問題は、初期の頃なら「グラフ書けるように訓練しようぜ!」ですし、グラフを利用して解く問題の小問なら「グラフだけでも書いてくれたら点数あげるから諦めずに書いてくれよ…」というメッセージだったりします。
グラフは書けること自体に価値があるのではなく、図示した結果を用いて視覚的にわかる新たな情報を利用することに価値があるのです。
ですので、例えば方程式の解の個数をグラフを利用して求めるような問題では、極論を言えばが軸と○点で交わってるね、という図が書かれていれば(もちろん導関数や増減表が求められた上で、ですが。)交点の座標すら書いていなくても問題はありません。何なら、解を求めることが困難であるために解の個数だけが問われる問題が存在するくらいです。
しかし、方程式(は定数)の解の個数をとのグラフから求めようとするような問題では、例えばが増減を繰り返すような関数である場合、当然、極値点の座標は必須となります。この場合、座標は無くても問題を解くのに差し障りはありませんので、書く必要はありません。もちろん書いてあっても構いませんが。
つまり、問題によって、必要となるグラフの情報は変わってしまうのです。
逆に言えば、自分が問題を解く上で利用した情報を書き込めばよいということです。
あとは、有名な関数なら「大体これは書いておけ」みたいなのは決まってくるので、いろんな問題に出会うことでこの不安は減ってくると思いますよ。
それと、心配ならグラフにその関数を書いてしまえば、誰がなんと言おうがそのグラフはその関数を示したものになります。ただし、基本的な増減や大小関係(点同士や軸との上下左右の位置関係)は崩さないようにしてくださいね。
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そのほかの回答(2件)
基本的には、関数(式)⇔グラフの情報
が対応していればどの点でもいいです。
言い換えると、グラフから読み取れる関数がただ一つに決まるように書き込むと思っていれば良いと思います。
・どんな点の座標を書き込むか?
グラフを見る側にとって「2次関数」といっている場合、のが分かればよいので最低3点の情報があればどの点でもいいということになりますが、頂点ともう1点でも十分なので、「分かりやすい」という点で、特徴的な点(軸との交点や極値、頂点の座標)を書き込むことが多いです。
それでも足りない場合(交点を持たないなど)比較的が0に近い、もしくは代入して計算しやすい点を書き込むと親切かなと思います。
変曲点ですが、グラフから元の関数を読み取るだけであれば、変曲点は必要ないと思います。
・漸近線について
「漸近線と軸の交点が書いてあった」のときの漸近線はもう一方の軸に平行ではなかったですか?
もしそうだとすると、軸に平行で軸上に1と書いてあったならば「の式が書いてあった」と見なせます。(1次関数ではないですが)
ですので、漸近線の式は軸に平行でもそうでなくても「常に書くもの」だと思っておいて良いです。ただし、一方の軸に平行なときは、もう一方の軸との交点を書けば式自体は省略して大丈夫です。
余談ですが、フリーハンドで書く場合見た目が平行でなくても、軸上に1とだけ書くことで、暗にの直線だからね?という気持ちもあるのかなと思っています。なので、1次関数の場合には式をしっかり書いた方が良いと思います。
回答ありがとうございます🙇
返信が遅くなって終い、すみません💦
成程、関数が1つに決定出来るように情報をグラフに書き込めば良いんですね!しかし、複雑な関数だった場合、幾つ情報があれば、関数が1つに決定出来るか簡単に分からない場合もあるのではないでしょうか?その場合はどうすれば良いのでしょうか?例えば、分母分子両方ともの一次式の分数関数は恐らく、三点書き込めば、関数が1つに決定出来ると思いますが、分母分子両方ともの二次式の分数関数だったら何点書き込めば良いのでしょうか?
基本的に、グラフを書く直前までに分かっていること、求まっていることはだいたいグラフに書きこむと思っておいていいです
グラフを書くときのルール
・座標とわかるものを書く
軸
軸を示す
原点
(についても同様)
・グラフとわかるものを書く
点、線、領域
(線と領域については境界も)
点、線、領域の名前(式や記号)
・縮尺が分かるものを書く
以外の座標
ある座標に対応する軸の長さがどれくらいか
(ただし、途中で縮尺が変わる歪なグラフを書くなら、座標の大小関係を守りながら複数の座標を書く)
・グラフを書いた理由を書く
問題を解く過程で求めた情報で、グラフの根拠となるもの(求めた点の座標(←軸との交点、極値、変曲点、グラフ上のどっかの点)、漸近線(←点線で))
位置関係の整理の目的などグラフを書く理由となったもの(グラフの交点、文字定数)
・嘘を書かない
ほぼ自明に成り立つ性質は守って書く(なめらかである、直線である、円である、関数である、範囲がある)
点の位置関係(座標の大小関係、交点を持つ持たない、原点や軸を通る通らない)
求めた増減、凹凸
質問者からのお礼コメント
最も詳しく説明して頂けたのでNekokaburiさんをBAにさせて頂きます。他の方も非常に参考になりました。
皆さんありがとうございました。