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数学 2年

一いち次じ関数かんすう — 傾きかたむきと切片せっぺん・グラフ・式しきの決定けってい

最終確認日:

この章しょうで学まなぶこと

中なか 1 で学まなんだ 比例ひれい (y=axy = ax) を 1 段階だんかい進すすめて、 一次関数いちじかんすう (y=ax+by = ax + b) を学まなびます。 中なか 2 数学すうがくの 山やま場ば の 1 つで、 高校こうこうの 二次関数にじかんすう や 微分積分びぶんせきぶん へつながる大事だいじな章しょうです。

  • 一次関数いちじかんすう y=ax+by = ax + b のしくみがわかる
  • 傾きかたむき aa と 切片せっぺん bb の意い味みが言いえる
  • 変化の割合へんかのわりあい が一いち次じ関かん数すうではつねに aa に等しひといことがわかる
  • 一いち次じ関かん数すうの グラフぐらふ をかける
  • 2 点てんから、 1 点てん + 傾きかたむきから、 式しき を求もとめられる

ポイント: 「比ひ例れい = 切片せっぺんが 0 の一いち次じ関かん数すう」 と覚おぼえれば、 中なか 1 と中なか 2 がつながります。

1. 一いち次じ関数かんすうとは

つぎの形かたちで表あらわせる関かん数すうを 一次関数いちじかんすう と言いいます。

y=ax+by = ax + b
文も字じ意い味み
aa傾きかたむき (xx が 1 ふえると yy がどれだけふえるか)
bb切片せっぺん (x=0x = 0 のときの yy の値あたい、 yy軸と交まじわる点てんの高たかさ)

例れい

式しき傾きかたむき aa切片せっぺん bb
y=2x+3y = 2x + 32233
y=−x+4y = -x + 4−1-144
y=12x−1y = \frac{1}{2}x - 112\frac{1}{2}−1-1
y=3xy = 3x3300 (比例ひれい)

大事だいじ: 比例ひれい は 「切片せっぺんが 0 の一いち次じ関かん数すう」 であり、 中なか 1 で学まなんだことは すべて中ちゅう 2 でも使つかえ ます。

2. 変化へんかの割合わりあい

xx がふえた量りょうに対たいして、 yy がふえた量りょうの わり算ざん を 変化の割合へんかのわりあい と言いいます。

変へん化か の 割わり合あい=y の 増ぞう加か 量x の 増ぞう加か 量\text{変へん化か の 割わり合あい} = \frac{y \text{ の 増ぞう加か 量}}{x \text{ の 増ぞう加か 量}}

大事だいじな性せい質しつ

一いち次じ関数かんすうy=ax+by = ax + b では、 変化の割合へんかのわりあいはつねに aa。

例

y=2x+3y = 2x + 3 で、 xx が 11 から 44 に変かわったとき。

xxyy
始はじめ1155
終おわり441111
増ぞう加か量りょう+3+3+6+6
変へん化か の 割わり合あい=63=2=a\text{変へん化か の 割わり合あい} = \frac{6}{3} = 2 = a

ポイント: 中なか 3 で学まなぶ 二に次じ関数かんすう (y=ax2y = ax^2) では、 変へん化かの割わり合あいは 一いっ定ていではありません。 「一いっ定てい = 一いち次じ関かん数すうのしるし」 です。

3. グラフのかき方かた

一いち次じ関数かんすうのグラフは 直ちょく線せん になります。

かき方かた ① 切片せっぺんと傾きかたむきから

y=2x+3y = 2x + 3 のグラフをかく。

  1. 切片せっぺん b=3b = 3 → yy軸じく上じょうの点(0,3)(0, 3) を打うつ
  2. 傾きかたむき a=2a = 2 → そこから 右みぎに 1、 上うえに 2 進すすんだ点(1,5)(1, 5) を打うつ
  3. 2 点てんを直ちょく線せんでつなぐ
xx−2-2−1-1001122
yy−1-111335577

傾きかたむきとグラフの向むき

傾きかたむき aaグラフ
a>0a > 0 (正せい)右みぎ上あがり
a<0a < 0 (負ふ)右みぎ下さがり
a=0a = 0横よこ一いち直ちょく線せん (y=by = b、 関かん数すうとしては一いち次じではない)

切片せっぺんの意い味み

yy軸と交まじわる点てんの 高たかさ。 b>0b > 0 なら軸じくの上うえ、 b<0b < 0 なら軸じくの下した。

4. 式しきを求もとめる

パターン ① 傾きかたむきと 1 点てんから

「傾きかたむき 33、 点(2,5)(2, 5) を通とおる」 直ちょく線せんの式しきを求もとめよ。

解とき方かた: y=3x+by = 3x + b とおく。 点(2,5)(2, 5) を代入だいにゅう。

5=3×2+b⇒b=−15 = 3 \times 2 + b \quad \Rightarrow \quad b = -1

答えこたえ: y=3x−1y = 3x - 1

パターン ② 2 点てんから

2 点(1,4)(1, 4)、 (3,10)(3, 10) を通とおる直ちょく線せんの式しきを求もとめよ。

解とき方かた: まず傾きかたむきを求もとめる。

a=10−43−1=62=3a = \frac{10 - 4}{3 - 1} = \frac{6}{2} = 3

y=3x+by = 3x + b に点(1,4)(1, 4) を代入だいにゅう。

4=3+b⇒b=14 = 3 + b \quad \Rightarrow \quad b = 1

答えこたえ: y=3x+1y = 3x + 1

大事だいじ: 傾きかたむきは 「yy の差さ ÷ xx の差さ」。 順じゅん番ばんをそろえるのがポイント (上じょうの例れいでは 「あとの点てんー前まえの点てん」 を xx、 yy で同おなじ順じゅんで)。

5. 比例ひれい・反比例はんぴれいとのつながり

中なか 1 で学まなんだ関かん数すうとの関かん係けいを整せい理りします。

関かん数すう式しきグラフ
比例ひれいy=axy = ax原げん点てんを通とおる直ちょく線せん
一次関数いちじかんすう (中ちゅう 2)y=ax+by = ax + byy軸と bb で交まじわる直ちょく線せん
反比例はんぴれいy=axy = \dfrac{a}{x}双曲線そうきょくせん (曲きょく線せん)

ポイント: 比ひ例れい と 一いち次じ関かん数すう はどちらも直ちょく線せん。 ちがいは 「原げん点てんを通とおるか通とおらないか」 だけ。

6. 一いち次じ関数かんすうを使つかった例れい (実生みしょう活かつ)

例れい 1 — タクシーの料りょう金きん

あるタクシーは 初乗のり 500 円えん、 1 km ごとに 300 円えん 加算かさんされる。 xx km 乗のったときの料りょう金きん yy円を式しきで表あらわせ。

式しき: y=300x+500y = 300x + 500

(切片せっぺん = 初乗のり、 傾きかたむき = 1 km あたり)

例れい 2 — 水みずを入いれる

5 L 入はいった水すい槽そうに毎まい分ぶん 2 L ずつ水みずを入いれる。 xx分ぶん後ごの水みずの量yy L を式しきで。

式しき: y=2x+5y = 2x + 5

例れい 3 — ろうそくの長ながさ

長ながさ 20 cm のろうそくが、 火ひをつけると 1 分ぶんごとに 0.5 cm ずつ短みじかくなる。 xx分ぶん後ごの長ながさ yy cm を。

式しき: y=−0.5x+20y = -0.5x + 20 (傾きかたむきが 負ふ)

7. ふりかえり

  • [ ]一次関数いちじかんすう y=ax+by = ax + b の aa は 傾きかたむき、 bb は 切片せっぺん だとわかる
  • [ ]変化の割合へんかのわりあいはつねに aa に等しひとい ことが言いえる
  • [ ]a>0a > 0 で右みぎ上あがり、 a<0a < 0 で右みぎ下さがりがわかる
  • [ ]切片せっぺんと傾きかたむきから グラフ がかける
  • 「傾きかたむき + 1 点てん」 から式しきを求もとめられる
  • 「2 点てん」 から式しきを求もとめられる
  • [ ]比例ひれいは 「切片せっぺん 0 の一いち次じ関かん数すう」 だと言いえる
  • [ ]実生せい活かつの例れい (タクシー・水すい槽そう・ろうそく) を一いち次じ関かん数すうで表あらわせる
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