比例と反比例の利用
ゾウ先生まず表をかいて、一方がm倍になったとき他方がどうなるかを見よう。m倍なら比例、m分の1倍なら反比例だ。
30秒でつかむ
- 日常の場面は、一方の値がm倍になったときの他方の変化で、比例(新しいタブで開きます)か反比例(新しいタブで開きます)かを見分けられる。
- 比例とみなせる場面はy=axの式に、反比例とみなせる場面はy=a/xの式に表して値を求める。
- 歯数×回転数のように、積がいつも一定になる場面は反比例の典型例。
詳しく
公式
日常の場面にある2つの数量が、比例か反比例かを見分けよう。一方の値をm倍にしたとき、他方がどうなるかを調べればよい。
他方もm倍になれば比例(y=ax)、他方が1/m倍になれば反比例(y=a/x)とみなして式に表す。
例題
例題:歯数24で1分間に10回転する歯車Aに、歯数16の歯車Bがかみ合っている。Bの回転数を求めよう。
かみ合う歯車では、歯数×回転数の値がいつも等しくなる。Aでは24×10=240。
Bも同じ240になるはずなので、Bの回転数は240÷16=15回転。歯数と回転数は反比例の関係にある。
なぜそうなるか
歯車がかみ合うとき、かみ合う歯の数は同じ時間に同じだけ動く。歯数が少ない歯車は、1回転あたりに動く歯の数が少ないので、同じ時間でより多く回転しないと歯の数が合わない。
そのため、歯数が1/m倍になると回転数はm倍になる、反比例の関係ができる。
水槽に水を入れる場面のように、時間に比例してたまる量は比例の式で表せる。道のりが一定で速さと時間が変わる場面は反比例の式になる。場面ごとに表をかいて確かめる習慣をつけよう。
確認問題
確認問題(解答用紙)
スマホやタブレットで読み取ると、この問題をその場で解けます。
https://manazoo.com/math/proportion-applications/?from=print#quiz
毎分3Lずつ水を入れる水槽で、入れ始めてからx分後にたまる水の量をyLとする。xとyの関係はどれか。
- ◯ y=x+3で比例でも反比例でもない
- ◯ y=3/xで反比例する
- ◯ 決まった関係にならない
- ◯ y=3xで比例する
正解:y=3xで比例する
1分間に3Lずつたまるので、y=3x。xが2倍、3倍になるとyも2倍、3倍になる、比例(新しいタブで開きます)の関係だ。上の水槽で、入れ始めてから12分後にたまる水の量は何リットルになるか。数字で答えよう。
答え:____________
正解:36
y=3xにx=12を入れると3×12=36。1分あたり3Lずつたまることに、分数をかければよい。歯数24で1分間に10回転する歯車Aに、歯数16の歯車Bがかみ合っている。Bは1分間に何回転するか。
- ◯ 8回転
- ◯ 15回転
- ◯ 20回転
- ◯ 24回転
正解:15回転
歯数と回転数の積(歯数×回転数)はかみ合う歯車どうしで等しいので一定。24×10=240。Bは240÷16=15回転で、反比例(新しいタブで開きます)の関係になる。60kmの道のりを時速xkmで走るとき、かかる時間をy時間とすると、y=60/xになる。時速15kmで走るときのyの値を答えよう。
答え:____________
正解:4
道のりが一定のとき、速さと時間は反比例する。y=60/xにx=15を入れると60÷15=4。ともなって変わる2つの量が比例か反比例かを見分けるには、何に着目すればよいか。
- ◯ 一方がm倍のとき、他方がm倍かm分の1倍か
- ◯ 単位の長さ
- ◯ 文字の種類
- ◯ グラフの色
正解:一方がm倍のとき、他方がm倍かm分の1倍か
一方の値がm倍になったとき、他方もm倍になれば比例、1/m倍になれば反比例。表や式で確かめよう。
単元のポイント
- 比例とみなす 一方がm倍になると他方もm倍になる場面をy=axで表すこと
- 反比例とみなす 一方がm倍になると他方が1/m倍になる場面をy=a/xで表すこと
- 歯数と回転数 かみ合う歯車では、歯数×回転数の値がいつも等しい