ヒモで作る長方形の最大の面積は?:3か月でマスターする数学【2024/09/11】

関数の話です。

ここに、両端を結んだ赤いヒモがある。

ここで、問題。

長さ60cmのヒモで作る長方形、最大の面積はいくつ?

【さぁ、みんなで考えよう!】

考え中

長方形の縦の長さをxとする。

その値が決まれば、長方形の形が確定する。

そうすれば、面積yも1つに決まる。

面積yは、縦の長さxの関数になっている。

では、どうすれば面積が最大になるのか?

まずは、直感で挑んでみる。



結果、面積が最大になるのは、縦の長さが15cmの時。

長方形の一周は60cm、

縦と横の長さの和は、その半分の30cm。

つまり、横の長さは「30-x」となる。

すると、このような式ができる。

この式を変形させる。

これを「平方完成」という。

xを含む2乗の形を作るのが変形のポイント。

「225から2乗の部分を引くとyになる」が、この式の主張。

2乗の部分は、0より小さくなることはない。

そのため、カッコの中ができるだけ小さくなるようにxの値を調整すれば、225の部分が多く残る。

2乗の部分をゼロにすればよいので、xは15となる。

長さ60cmのヒモで作る長方形の最大の面積は、225平方センチメートルとなる。