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一次関数とは ── y = ax + b の意味

中1で学んだ比例 y = ax を一段拡張したのが 一次関数 y = ax + b。比例とは違って、原点を通らない直線もOK。中2数学の中でも特に重要で、グラフ・式・連立方程式と幅広くつながる単元です。

図でつかむ

xy 切片 b xの増加量yの増加量 傾き a = yの増加量 / xの増加量
図1:一次関数 y = ax + b は、傾き a と切片 b で決まる直線

この図は、式や定理を読む前に全体像をつかむための補助図です。問題を解くときも、まず同じような簡単な図を自分で描いてから条件を書き込むと、見落としが減ります。

一次関数の定義

用語
一次関数
y が x の 一次式で表される関数。
y = ax + b の形(a ≠ 0、b は定数)。
a を 傾き(変化の割合)、b を 切片(y切片)という。

比例(中1の復習)との違い

比例一次関数
y = axy = ax + b
グラフ原点を通る直線直線(原点とは限らない)
切片0(原点)b(任意の値)
x = 0 のときy = 0y = b
関係一次関数で b = 0 の場合比例を含む広い概念

傾き a と切片 b の意味

重要
傾きと切片

傾き a:x が 1増えると y がどれだけ増えるか(負なら減る)

切片 b:x = 0 のときの y の値(y軸との交点

対応表で見る一次関数

例:y = 2x + 1
x−2−10123
y−3−11357

x が 1増えるごとに y が 2増えている → 傾き 2

x = 0 のとき y = 1 → 切片 1

確認:x = −2 のとき y = 2·(−2) + 1 = −3 ✓

例:y = −x + 4(傾きが負)
x−101234
y543210

x が 1増えるごとに y が 1減っている → 傾き −1

x = 0 のとき y = 4 → 切片 4

具体例で見る

例1:y = 3x + 5

傾き 3、切片 5

x = 0 のとき y = 5

x = 1 のとき y = 8

x = 2 のとき y = 11

x が1増えるごとに y は3ずつ増える

例2:y = −2x + 4

傾き −2、切片 4

x が増えると y は減る(右下がり)

x = 0 のとき y = 4、x = 2 のとき y = 0

例3:y = (1/2)x − 1

傾き 1/2、切片 −1

x が2増えると y が1増える(傾きが緩やか)

x = 0 のとき y = −1、x = 2 のとき y = 0

変化の割合

公式
変化の割合
変化の割合 = y の変化量 ÷ x の変化量
一次関数 y = ax + b では、変化の割合は a で一定(どこを取っても同じ)。
例:y = 2x + 1 の変化の割合

x: 1 → 3(x の変化量 +2)

y: 3 → 7(y の変化量 +4)

変化の割合 = 4/2 = 2(= 傾き a)

どこを取っても変化の割合は 2 で一定 → これが一次関数の特徴

身近な一次関数の例

  • タクシー料金:基本料金 b 円 + 距離 x km × 単価 a 円/km
  •  例:y = 250x + 410(円、x km)
  • 携帯電話の料金:基本料金 + 通話分
  • 水道料金:基本料金 + 使用量に応じた料金
  • 水を入れる時間と量:最初に 5L 入っている水槽に毎分 2L 入れる → y = 2x + 5
  • ろうそくの長さ:燃え始めの長さ b から毎分 a cm 短くなる → y = b − ax
つまずきポイント①:a の符号と直線の向き
  • a > 0:右上がりの直線(x 増 → y 増)
  • a < 0:右下がりの直線(x 増 → y 減)
  • |a| が大きいほど傾きが急(垂直に近い)
  • |a| が小さいほど傾きが緩やか(水平に近い)
つまずきポイント②:a = 0 は一次関数でない
  • a = 0 だと y = b(一定)になる → 水平な直線
  • これは「定数関数」で、一次関数とは別物
  • 定義に「a ≠ 0」と入っているのに注意
つまずきポイント③:式の形が違う場合
  • y = 3x + 5 はそのまま読める
  • 2y = 6x + 10 → y = 3x + 5(両辺÷2して標準形に)
  • 3x + y = 5 → y = −3x + 5(y について解いて標準形に)
  • 標準形 y = ax + b に直してから傾き・切片を読む

練習問題

問題1(傾きと切片)

次の一次関数の傾きと切片は。

  1. y = 5x + 3
  2. y = −x + 2
  3. y = (1/2)x − 4
  4. y = −3x
答えを見る

(1) 傾き 5、切片 3

(2) 傾き −1、切片 2

(3) 傾き 1/2、切片 −4

(4) 傾き −3、切片 0(比例)

問題2(値の計算)

y = 3x − 2 で、次の x のときの y を求めよ。

  1. x = 0
  2. x = 2
  3. x = −1
  4. x = 1/3
答えを見る

(1) y = −2 (2) y = 4 (3) y = −5 (4) y = 1 − 2 = −1

問題3(変化の割合)

一次関数 y = 4x − 3 で、x が 2 から 5 まで変化したとき、y の変化量は何か。

答えを見る

x = 2 のとき y = 5、x = 5 のとき y = 17

y の変化量 = 17 − 5 = 12

変化の割合 = 12 ÷ 3 = 4(= 傾き)

問題4(標準形に直す)

次を y = ax + b の形に変形して、傾きと切片を答えよ。

  1. 2y = 4x − 6
  2. 2x + y = 5
答えを見る

(1) y = 2x − 3、傾き 2、切片 −3

(2) y = −2x + 5、傾き −2、切片 5

まとめ

  • 一次関数:y = ax + b(a ≠ 0)。
  • a は 傾き(x 1増 → y a 増)、b は 切片(x=0 のときの y)。
  • 比例 y = ax は、b = 0 の一次関数の特殊形。
  • a の符号で右上がり(a>0)/右下がり(a<0)が決まる。
  • 変化の割合 = 傾き a(どこを取っても一定)。
  • 身近な例:タクシー料金、水道料金、水槽の水量。