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一次関数の式を求める ── 傾き・1点・2点

「グラフを見て式を答える」「2点を通る式を答える」── 与えられた情報から y = ax + b の a と b を求めるのがこの単元のテーマ。中2数学のテスト頻出問題。

図でつかむ

(x1, y1)(x2, y2)xの差yの差 傾き = yの差 / xの差
図1:2点がわかれば傾き、そこから切片が決まる

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。

式を求めるための情報

  • y = ax + b は 2つの未知数(a と b)を持つ
  • → 式を決めるためには 2つの情報が必要
  • パターン1:傾き a + 1点
  • パターン2:2点(2点から a を出して、1点で b を出す)
  • パターン3:グラフから読み取る
  • パターン4:表から読み取る

パターン1:傾き a と 1点が分かる

例1:傾き 3、(2, 5) を通る直線

y = 3x + b に (2, 5) を代入

5 = 3·2 + b

5 = 6 + b → b = −1

y = 3x − 1

例2:傾き −2、(1, 3) を通る

y = −2x + b に (1, 3) を代入

3 = −2 + b → b = 5

→ y = −2x + 5

例3:傾き 1/2、(4, 3) を通る

y = (1/2)x + b に (4, 3) を代入

3 = 2 + b → b = 1

→ y = (1/2)x + 1

パターン2:2点が分かる

例4:(1, 3) と (3, 7) を通る直線

傾き:a = (7−3)/(3−1) = 4/2 = 2

② y = 2x + b に (1, 3) を代入:3 = 2 + b → b = 1

y = 2x + 1

確認:x = 3 のとき y = 7 ✓

例5:(−1, 2) と (2, −4) を通る

傾き:a = (−4−2)/(2−(−1)) = −6/3 = −2

y = −2x + b に (−1, 2) 代入:2 = 2 + b → b = 0

→ y = −2x

例6:(0, 5) と (3, 11) を通る

(0, 5) を通る → 切片 b = 5(x = 0 のとき y = b)

傾き:(11 − 5)/(3 − 0) = 6/3 = 2

→ y = 2x + 5

パターン3:グラフから読み取る

手順

y 軸との交点から切片 b を読む

② 通る 別の点から傾き a を計算

 ・「右に1動くと上下にいくつ動くか」を見る

③ y = ax + b の形に書く

例7:グラフが (0, −2) と (3, 4) を通る

切片 b = −2(y 軸との交点)

傾き a = (4 − (−2))/(3 − 0) = 6/3 = 2

→ y = 2x − 2

連立方程式で求める方法

例8:(2, 7) と (4, 11) を通る直線(連立で)

y = ax + b に (2, 7) → 7 = 2a + b …①

y = ax + b に (4, 11) → 11 = 4a + b …②

② − ①:4 = 2a → a = 2

a = 2 を①に代入:7 = 4 + b → b = 3

y = 2x + 3

どちらの方法でもOK。2点問題で頻出。

パターン4:表から読み取る

例9:表から一次関数の式
x1234
y57911

x が1増えると y が2増える → 傾き a = 2

(1, 5) を代入:5 = 2 + b → b = 3

→ y = 2x + 3

1点が x 軸・y 軸切片の場合

特殊な点が与えられる場合

x 軸切片 (−2, 0) → y = 0 のときの x

y 軸切片 (0, b) → x = 0 のときの y = 切片 b

例:y 軸切片 (0, 3) と 別点 (2, 7) を通る

→ 切片 b = 3、傾き = (7 − 3)/2 = 2

→ y = 2x + 3

つまずきポイント①:傾きの計算
  • 2点 (x₁, y₁), (x₂, y₂) の傾き = (y₂ − y₁) / (x₂ − x₁)
  • 「y の差」を「x の差」で割る
  • マイナスのときも符号付きで計算
  • × (x₂ − x₁) / (y₂ − y₁) (分母分子を逆にしない)
  • 順序:必ず後の点 − 前の点
つまずきポイント②:座標 (0, b) と b の混同
  • 切片は 数値 b(y軸上の点のy座標)
  • (0, b) は座標で、b はその y 座標
  • 「切片 5」と「(0, 5) を通る」は同じこと
つまずきポイント③:分数の傾き
  • 傾きが分数(1/2 など)でもOK
  • 2点 (0, 1) と (2, 2) → 傾き = 1/2
  • 分数になることを避けず、ありのまま書く

練習問題

問題1(傾き + 1点)

次の条件を満たす一次関数の式を求めよ。

  1. 傾き 2、点 (3, 8) を通る
  2. 傾き −1、点 (2, 1) を通る
  3. 傾き 1/3、点 (6, 5) を通る
答えを見る

(1) 8 = 2·3 + b → b = 2 → y = 2x + 2

(2) 1 = −2 + b → b = 3 → y = −x + 3

(3) 5 = 2 + b → b = 3 → y = (1/3)x + 3

問題2(2点)
  1. (0, 5) と (3, 11) を通る
  2. (1, 2) と (4, 11) を通る
  3. (−2, 1) と (3, 11) を通る
答えを見る

(1) 切片 5、傾き 2 → y = 2x + 5

(2) 傾き = 9/3 = 3、b = 2 − 3 = −1 → y = 3x − 1

(3) 傾き = 10/5 = 2、b = 1 + 4 = 5 → y = 2x + 5

問題3(連立方程式で)

(1, 4) と (5, 16) を通る一次関数を、連立方程式で求めよ。

答えを見る

4 = a + b、16 = 5a + b

引く:12 = 4a → a = 3、b = 1

→ y = 3x + 1

問題4(表から)

次の表に表される一次関数の式を求めよ。

x: 0, 1, 2, 3

y: 4, 1, −2, −5

答えを見る

x が1増えると y が3減る → a = −3

切片:x = 0 のとき y = 4 → b = 4

→ y = −3x + 4

まとめ

  • 傾き a と1点 → b を 代入で求める。
  • 2点 → 傾き a を計算 → b を代入で求める。
  • 2点なら 連立方程式で a, b を同時に求めることもできる。
  • グラフから:y軸切片から b、別点から a。
  • 表から:x が1増えるごとの y の変化が a、x = 0 のときの y が b。
  • 傾きの公式:(y の差) / (x の差)、必ず順番を揃える。