高さの関数 \( h(t) = -5t^2 + 20t \) は下に開いた放物線です。 - United Radiology

April 21, 2026 · United Radiology

["( h(t) = -5t^2 + 20t ) は、時間 ( t ) に対する高さ ( h ) の関数であり、下に開く放物線を表す2次関数です。この関数の数式とグラフ的特徴について、わかりやすく解説します。", "---", "### 高さの関数 ( h(t) = -5t^2 + 20t ) は下に開いた放物線", "関数 ( h(t) = -5t^2 + 20t ) は、2次関数の標準形 ( h(t) = at^2 + bt + c ) において、係数 ( a = -5 ) が負の値です。このため、グラフは常に下に開いた放物線となります。", "---", "#### この放物線の主な特徴", "- 頂点(最大値の点)
\n 下に開く放物線の頂点は最大値を示します。この関数の頂点の ( t ) 座標は、公式 ( t = -\frac{b}{2a} ) で求められます。
\n ( a = -5 )、( b = 20 ) を代入すると:
\n [
\n t = -\frac{20}{2 \ imes (-5)} = -\frac{20}{-10} = 2
\n ]
\n よって、最大高さは ( t = 2 ) 秒のときに達成され、高さは
\n [
\n h(2) = -5(2)^2 + 20(2) = -20 + 40 = 20 \ ext{単位}
\n ]
\n したがって、頂点の座標は ( (2, 20) ) です。", "- \x1fbtext{}の対称性
\n 放物線は ( t = 2 ) を軸に左右対称であり、時間の経過とともに高さが対称的に増減します。", "- x切点(高さ0になる時)
\n 高さが0になる時刻(t軸との交点)は、方程式 ( -5t^2 + 20t = 0 ) を解くことで求められます:
\n [
\n -5t(t - 4) = 0 \quad \Rightarrow \quad t = 0 \ ext{ または } t = 4
\n ]
\n つまり、最初の0(t=0)は初期の高さ、4秒の時に高さが再び地平に戻ります。", "---", "#### 応用と意味", "この関数は、物体の投射(例:ボールを空中に投げたとき)や減速運動など、上向きの力が働くが重力で加速して下へ落ちていくような物理現象のモデルとして使われます。下に開く形になる理由は、上向きの力に対抗して重力が働くため、timeが進むにつれて高さは減少(頂点で最大)したのち下へ落ちていくことを反映しています。", "---", "#### まとめ", "関数 ( h(t) = -5t^2 + 20t ) は下に開く放物線シュ-les 軌道と高さの変化を表現します。頂点で最大高さ20に達し、時間( t = 0 ) と ( t = 4 ) で高さ0に戻ります。この関数のグラフ的理解は、物理や工学に限らず、2次関数の性質を学ぶ上で基本的かつ重要です。", "---", "キーワード: 高さの関数, 下に開く放物線, 2次関数 ( h(t) = -5t^2 + 20t ), 頂点, 対称性, 時間と高さのグラフ, 物理応用", "---", "この記事を読むことで、( h(t) = -5t^2 + 20t ) が表す下に開く放物線の数式的背景と物理的意味が明確になります。放物線の形と時間発展を組み合わせて捉えることは、データ解析やモデル構築の基礎となります。"]

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