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一次関数の式の決定

一次関数 \(y = ax + b\) の式は、\(a\) と \(b\) の2つが決まれば決まります。「傾きと1点」「2点」などの条件から、\(a\) と \(b\) を求めましょう。

この単元でできるようになること

  • 傾き(変化の割合)と1点から式を求められる
  • 2点を通る直線の式を求められる
  • グラフから式を読み取れる
  • 平行や変域の条件から \(a\)・\(b\) を求められる

前に習ったこと

始める前に、次の問題が解けるか確かめよう。

問題を読み込んでいます…

基本を理解する

この単元でやること

\(y = ax + b\) の \(a\) と \(b\) を、与えられた条件から求めます。\(a\) を先に、\(b\) をあとに求めるのが基本の流れです。

出題のされ方は、大きく次の3パターンです。

パターン 与えられるもの 手順
① 傾きと1点 \(a\) は分かっている → 代入して \(b\)
② 2点 変化の割合で \(a\) → 代入して \(b\)
③ グラフ 読み取って ①② に持ち込む

パターン①:傾きと1点が分かっている

例題 傾きが \(3\) で、点 \((2,\ 1)\) を通る一次関数の式を求めなさい。

解答

傾きが \(3\) なので、求める式は \(y = 3x + b\) とおけます。

この直線が \((2,\ 1)\) を通るので、\(x = 2,\ y = 1\) を代入します。

\[ 1 = 3 \times 2 + b \]
\[ 1 = 6 + b \quad\Rightarrow\quad b = -5 \]
\[ \boxed{y = 3x - 5} \]

「通る」=「代入できる」

「点 \((2,\ 1)\) を通る」は「\(x=2\) のとき \(y=1\) になる」という意味です。 だからそのまま代入してよいのです。ここが分かると文章題も解けるようになります。

パターン②:2点が分かっている

例題 2点 \((1,\ 3)\)、\((4,\ 12)\) を通る一次関数の式を求めなさい。

解答

手順1 変化の割合(=傾き \(a\))を求めます。

\[ a = \frac{12 - 3}{4 - 1} = \frac{9}{3} = 3 \]

手順2 \(y = 3x + b\) に、どちらか一方の点を代入します。\((1,\ 3)\) を使うと

\[ 3 = 3 \times 1 + b \quad\Rightarrow\quad b = 0 \]
\[ \boxed{y = 3x} \]

確かめ もう一方の点 \((4,\ 12)\) も満たすか確認します。 \(3 \times 4 = 12\) ✓ 正しく求められました。

引く順番をそろえる

変化の割合を求めるとき、分子と分母で引く順番をそろえます。

\[ \frac{12 - 3}{4 - 1} \quad(\bigcirc) \qquad \frac{12 - 3}{1 - 4} \quad(\times) \]

順番がバラバラだと符号が逆になります。「あとの点 − まえの点」で統一しましょう。

パターン③:グラフから読み取る

グラフが与えられたら、次の順に読み取ります。

  1. 切片 … \(y\) 軸との交点を読む(これが \(b\))
  2. 傾き … 格子点を2つ見つけて「右へ何、上へ何」を数える

格子点を選ぶコツ

方眼の交点をきれいに通っているところを選びます。 半端な位置で読むと傾きを間違えます。

例 \(y\) 軸と \((0,\ -1)\) で交わり、そこから右へ \(2\) 進むと上へ \(3\) 上がる直線。

グラフから式を読み取る 直線は y 軸と (0, −1) で交わり、そこから右へ 2 進むと上へ 3 上がる。式は y = 3/2 x − 1。 x y O (0, −1) 右へ 2 上へ 3 (2, 2)
切片 −1、右へ 2 で上へ 3
\[ b = -1,\qquad a = \frac{3}{2} \qquad\Rightarrow\qquad y = \frac{3}{2}x - 1 \]

動かして確かめる

2点を指で動かすと、式の求め方が①②③の順に表示されます。 分数の傾きになる場合も試してみてください。

自分でやってみる

解いたら「答えを確認」で確かめよう。

問題を読み込んでいます…

まとめ

  • \(a\) を先に、\(b\) をあとに求める
  • 傾きが分かっていれば、点を代入するだけ
  • 2点なら、まず変化の割合で \(a\) を求める
  • 「点を通る」=「代入できる」
  • 平行 = 傾きが等しい

次は 一次関数とグラフ で、グラフのかき方と交点を扱います。


理解度チェック

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