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比例のグラフ ── 原点を通る直線

比例 y = ax をグラフに描くと、必ず 原点(0, 0)を通る直線になります。a の値(比例定数)でその直線の 傾き具合が決まる ── これが見えれば、グラフを見ただけで式が読み取れるようになります。

比例のグラフを描いてみる

y = 2x をグラフに描くには、対応する点をいくつかプロットして、それらを直線で結ぶだけ。

y = 2x の対応表

x: −2, −1, 0, 1, 2, 3

y: −4, −2, 0, 2, 4, 6

→ 点 (−2, −4)、(−1, −2)、(0, 0)、(1, 2)、(2, 4)、(3, 6) を打つ

→ これらをすべて結ぶと、原点を通る直線が描ける

x y y = 2x
図1:y = 2x のグラフ(原点を通る直線)

比例のグラフの3つの特徴

y = ax のグラフ
3つの特徴
  1. 原点を必ず通る ── x = 0 のとき y = 0 だから
  2. 1本の直線 ── 対応する点はすべて同じ傾き
  3. a の符号で傾く方向が決まる ── a>0 なら右上がり、a<0 なら右下がり

比例定数 a と傾きの関係

a の値でグラフの傾きが変わる y=2x(急) y=x y=(1/2)x y=−x O
図2:a の値でグラフの傾きが変わる(赤は a<0 の例)
  • a が大きいほど、グラフは 急な右上がり
  • a が小さいほど(0に近い正の数)、グラフは 緩やかな右上がり
  • a が負の数のときは右下がり

グラフの描き方:2点だけでOK

直線は 2点が決まれば1本に決まる。実用的には:

  1. 原点 (0, 0) を1点目とする(必ず通る)
  2. 適当な x(できれば計算しやすい値)に対応する y を求めて、もう1点プロット
  3. 2点を直線で結ぶ
例:y = 3x のグラフを描く

1点目:原点 (0, 0)

2点目:x = 1 のとき y = 3 → (1, 3)

この2点を直線で結ぶ → 完成

つまずきポイント
  • 分数の比例定数:y = (1/2)x のとき、x = 2 で y = 1。 整数になる x を選ぶと描きやすい。
  • 変域に注意:x ≧ 0 など制限があれば、グラフは その範囲だけ引く。
  • 方眼の単位:x軸と y軸で1目盛りの単位が違うと、傾きの見え方が変わる。テストでは指定通りに。

比例のグラフは「原点」と「もう1点」で決まる

比例の式 y = ax では、x = 0 のとき必ず y = 0 です。だから比例のグラフは必ず原点を通ります。あとは x = 1 や x = 2 など、計算しやすい値を1つ入れて点を取れば、直線を引けます。表を全部作らなくても、原点ともう1点で直線が決まるのです。

  • y = 2x:x = 1 のとき y = 2。原点と (1, 2) を結ぶ。
  • y = -3x:x = 1 のとき y = −3。原点と (1, −3) を結ぶ。
  • y = 1/2 x:x = 2 のとき y = 1。原点と (2, 1) を結ぶ。

a の符号でグラフの向きが変わる

比例定数 a が正なら、グラフは右上がりになります。x が増えるほど y も増えるからです。a が負なら、グラフは右下がりになります。x が増えるほど y は小さくなります。a の絶対値が大きいほど、同じ x の変化に対して y が大きく変わるので、グラフは急になります。

グラフから式を読むとき
  • まず原点を通っているかを確認する。通っていなければ比例ではない。
  • グラフ上の読みやすい点を1つ選び、a = y ÷ x で比例定数を求める。
  • 右上がりなら a は正、右下がりなら a は負。

練習問題

問題1(点をプロット)
y = 3x の対応表を埋めなさい。

x: −2, −1, 0, 1, 2

y: ?

答えを見る

x: −2, −1, 0, 1, 2

y: −6, −3, 0, 3, 6

これらの点を打って結ぶと、原点を通る直線(右上がり、急な傾き)。

問題2(傾きの比較)
次の3つの式のうち、グラフの傾きが最も急なものはどれか。
  1. y = x
  2. y = 4x
  3. y = (1/3)x
答えを見る

傾き=比例定数 a。 a の絶対値が大きいほど傾きが急。

(1) a=1、(2) a=4、(3) a=1/3。

最も急なのは (2) y = 4x

問題3(記述)
y = 2x のグラフが必ず原点を通る理由を、自分のことばで答えなさい。
答えを見る

解答例:y = 2x の式に x = 0 を代入すると y = 2×0 = 0 になる。つまり点 (0, 0) =原点 がこの関係を満たす。比例 y = ax の式は、a が何であっても x = 0 のとき y = 0 になるので、グラフは必ず原点を通る。

まとめ

  • 比例 y = ax のグラフは 原点を通る直線
  • a の絶対値が大きいほど傾きが 、小さいほど 緩やか
  • a > 0 なら 右上がり、a < 0 なら 右下がり
  • グラフの描き方:原点 + もう1点を直線で結ぶだけ。