ギモン01「xとかyとか、何の数字だよ!」
T. REXの体重は本当に6トン?
数学の「X」が世紀の発見を証明する!
Xって、何の数字か分からないよね。
でも、これ、すごく重要な記号なんだ。
古生物学者は、まだ誰も知らない恐竜の体重をX㎏だと仮定して計算を進めるんだよ。
化石が不完全でも、君の計算式で未知の値を
埋められるんだ。
世紀の大発見の真実を証明するカギが、このXなんだ!
実際に公式を使って推定してみよう!
問題
化石から復元されたT.REXの大腿骨の周囲長X (m) は 2.3メートルでした。
係数 C = 0.55 を使って、T.REXの体重Y (kg) を求めなさい。
※ 0.55
は「係数」といい、足の太さから体重を計算するときに、
実際の体重に近づけるための調整の数字です。
解答
恐竜の体重Y(㎏)は、太ももの太さX(m)を使って次の式で表されます。
Y = 0.55 × X³
手順 1:実際の数値を公式にあてはめます。
𝑊 = 0.55 × ( 2.3 ) ³
𝑊 = 0.55 × 12.167
W=6.69185
答え
約 6.7t
ギモン02「なんでこんなに連立方程式や二次方程式を解かないといけないの?」
ブラキオサウルスの成長スピードは?
二次方程式で、恐竜たちの驚異の成長スピードを実感しよう!
恐竜が成長するスピードや、肉食恐竜と草食恐竜の数のバランスなど、複数の要因が絡み合う現象を分析するには、連立方程式が必要なんだ。また、恐竜がどう進化してきたかをグラフで表すには二次関数が欠かせないよ。この方程式を解く力が、恐竜の「生きた時間」と「生態」を読み解く力にるよ!
実際に公式を使って推定してみよう!
問題
古生物学者たちが発見したブラキオサウルスの幼体と若体の骨のデータから、
体重増加が単純な一次関数(直線)に従っていることが分かりました。
幼体Aは、4歳で、8,000
kg
若体Bは、 10歳で、 17,000kg です。
ブラキオサウルスの体重(Y)は、「初期体重(A)+ 年間成長率(B) ×
年齢(X)」
という法則に従うと考えられます。
Y = A + BX
上記のデータを用いて、このブラキオサウルスの
「初期体重(Akg)」と「年間成長率(Bkg/年)」をそれぞれ求めなさい。
解答
手順 1:与えられたデータを基本の式 Y =A+BX に代入します。
・幼体 A(x=4 y=8000): 8000 = a + 4b... (1)
・若体 B(x=10, y=17000):17000 = a + 10b... (2)
手順2:a と b を求める
(2)式から(1)式を引いてaを消去します(加減法)
17000=a + 10b
-) 8000=a + 4b
____________________
9000=6b
これを解くと、年間成長率 b が求まります。
b = 9000÷ 6 = 1500
手順3:a を求める
求めた b=1500を(1)式に代入します。
8000 = a + 4 × 1500
8000 = a + 6000
a = 8000 - 6000 = 2000
答え
・初期体重a: 2000 kg
・年間成長率 : 1500 kg/年
【解説】 ブラキオサウルスは、連立方程式によって
「生まれた時点で2000 kgの巨大な初期体重を持ち、
毎年1500 kgずつ(つまり一日あたり約4.1 kg!)という
驚異的なスピードで成長していた」という、
化石からは見えない生態の秘密が明らかになりました。
連立方程式はこのように複数の未知数を含む
自然の法則を解明するカギとなるのです。
「円錐の体積とか、何の役に立つの?」
「平均値とか中央値とか、統計の勉強って難しくてつまらない」
「三角定規で測るような『作図』が必要なの?」
「比例や反比例の計算を、何度もやる意味があるの?」