中学生の学習ノート教科書をもう一段くわしく

比例 y=ax ── 一方が2倍なら他方も2倍

小学校で習った「比例」の関係を、中学では y = ax という1つの式で表します。a を 比例定数と呼ぶこの式を使えば、すべての比例関係が一気に整理できます。

比例の定義

用語
比例(ひれい)
y が x の関数で、x の値が2倍、3倍、…になると、y の値も2倍、3倍、…になる関係。このとき「y は x に比例する」という。
公式
比例の式

y = a x

a は 比例定数。教科書では「定数」、つまり決まった数として扱う。
x が2倍、3倍になると、y も2倍、3倍になる ── これを式にしたのが y = ax。

比例定数 a を見つける

比例関係なら、a の値はいくつでしょう。式 y = ax を変形すると、x ≠ 0 のとき a = y/x。つまり、対応する1組の x と y がわかれば a が出ます。

例:時速60kmで走る車

x = 1 時間 → y = 60 km

x = 2 時間 → y = 120 km

x = 3 時間 → y = 180 km

a = y/x = 60/1 = 60

式:y = 60x (比例定数 60)

比例の3つの特徴

y = ax の3つの特徴 ① 倍数関係 x が2倍、3倍になると y も同じ倍率で増える x:1 → y:60 x:2 → y:120(2倍) x:3 → y:180(3倍) ② 比 y/x が一定 対応する y と x の 比は常に a になる 60/1 = 60 120/2 = 60 180/3 = 60 … 一定! ③ x = 0 で y = 0 原点(0, 0)を必ず通る グラフは原点を通る直線 時間0時間なら 距離も0km
図1:比例の3つの特徴

比例の例

  • 1個 80円のリンゴ x 個の代金 y 円 → y = 80x(a = 80)
  • 1辺 x cm の正方形の周の長さ y cm → y = 4x(a = 4)
  • 時速 60 km の車の x 時間後の距離 y km → y = 60x
  • 1リットル 150円のジュース x リットルの代金 y 円 → y = 150x

比例定数 a の符号

比例定数 a は 負の数 でもOKです。

y = −2x のとき:

x = 1 → y = −2、 x = 2 → y = −4、 x = 3 → y = −6

→ x が増えると y は 減る(a が負だから)

a の符号で関係の方向が変わる:

  • a > 0(正):x が増えると y も増える
  • a < 0(負):x が増えると y は減る
つまずきポイント:「比例」と「単に増える」は違う
  • 「x が増えれば y も増える」関係はたくさんあるが、必ず y/x が一定(または x:y が常に同じ比)でないと比例とは呼ばない。
  • 例:身長と体重 ── 身長が増えると体重も増える傾向だが、比例ではない(比が一定ではない)。

練習問題

問題1(比例定数)
次の関係について、y を x の式で表し、比例定数を答えなさい。
  1. 1冊 200円のノート x 冊の代金 y 円
  2. 時速 4 km で歩くとき、x 時間で進む距離 y km
  3. 1辺 x cm の正三角形の周の長さ y cm
答えを見る

(1) y = 200x、比例定数 200

(2) y = 4x、比例定数 4

(3) y = 3x、比例定数 3

問題2(対応する値)
y は x に比例し、x = 3 のとき y = 12。
  1. 比例定数 a を求めなさい。
  2. y を x の式で表しなさい。
  3. x = 7 のときの y を求めなさい。
答えを見る

(1) a = y/x = 12/3 = 4

(2) y = 4x

(3) y = 4×7 = 28

問題3(負の比例定数)
y は x に比例し、x = 2 のとき y = −10。
  1. 比例定数を求めなさい。
  2. y を x の式で表しなさい。
  3. x = −3 のときの y を求めなさい。
答えを見る

(1) a = −10/2 = −5

(2) y = −5x

(3) y = −5 × (−3) = +15

まとめ

  • 比例:x が2倍、3倍…になると y も同じ倍率で変わる関係。
  • 式は y = ax。a は比例定数(決まった数)。
  • 3つの特徴:① 倍数関係 ② y/x が一定 ③ x=0 で y=0
  • a が負の数なら、x が増えると y は減る。
  • 1組の対応する値(x, y)から、x ≠ 0 のとき a = y/x で比例定数が求められる。