図でつかむ
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
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 | |
|---|---|---|
| 式 | y = ax | y = 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 = 0 | y = 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
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
| x | −2 | −1 | 0 | 1 | 2 | 3 |
|---|---|---|---|---|---|---|
| y | −3 | −1 | 1 | 3 | 5 | 7 |
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 ✓
| x | −1 | 0 | 1 | 2 | 3 | 4 |
|---|---|---|---|---|---|---|
| y | 5 | 4 | 3 | 2 | 1 | 0 |
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
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
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
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
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)。
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
- 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)
- 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
- 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
次の一次関数の傾きと切片は。
- y = 5x + 3
- y = −x + 2
- y = (1/2)x − 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)
y = 3x − 2 で、次の x のときの y を求めよ。
- x = 0
- x = 2
- x = −1
- x = 1/3
答えを見る
(1) y = −2 (2) y = 4 (3) y = −5 (4) y = 1 − 2 = −1
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)
次を y = ax + b の形に変形して、傾きと切片を答えよ。
- 2y = 4x − 6
- 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。