中2|一次関数解き方がわからないときは 中2数学|一次関数とは?式・変化の割合・グラフを基礎から解説【中2数学】(無料問題PDF) を先に読むと、この問題で何を問われているかが分かります。
一次関数の式を求めるとは、y=ax+bの傾きaと切片bを決めることです。与えられた条件から先に傾きを求め、分かっている一点を代入して切片を求める方法を身に付ければ、二点・表・グラフ・平行線の問題を同じ考え方で解けます。
式を求めるとはaとbを決めること
一次関数の一般的な式は次の形です。
- a:傾き=変化の割合
- b:y切片=x=0のときのyの値
式を一つに決めるには、通常、aとbを決めるための二つの情報が必要です。例えば「傾きと切片」「傾きと直線上の一点」「直線上の異なる二点」です。
| 与えられる条件 | 最初にすること | 次にすること |
|---|---|---|
| 傾きと切片 | aとbを読む | そのまま式へ入れる |
| 傾きと一点 | aを式へ入れる | 一点を代入してbを求める |
| 一点とy切片 | bを式へ入れる | 一点を代入してaを求める |
| 異なる二点 | 二点からaを求める | どちらか一点を代入してbを求める |
| グラフ | 座標が正確に読める二点を選ぶ | 二点の問題として解く |
| 表 | 二組の値から変化の割合を求める | 一組を代入してbを求める |
| 平行な直線と一点 | 平行な直線の傾きを使う | 一点を代入してbを求める |
傾きと切片が分かる場合
傾きとy切片が直接与えられている場合は、それぞれをaとbへ入れます。
例1:傾きと切片をそのまま使う
問題:傾きが-3、y切片が4である一次関数の式を求めましょう。
a=-3、b=4なので、
答え:y=-3x+4
傾きと一点が分かる場合
- y=ax+bへ、与えられた傾きを入れる。
- 直線上の点(x, y)を式へ代入する。
- bについての方程式を解く。
- 求めたaとbを式へ入れ、点をもう一度代入して確かめる。
例2:傾きと通る一点
問題:傾きが2で、点(3, -1)を通る一次関数の式を求めましょう。
傾き2を入れると、y=2x+bです。点(3, -1)を通るので、x=3、y=-1を代入します。
-1=6+b
b=-7
したがってy=2x-7です。
確かめ:x=3のときy=2×3-7=-1で、与えられた点を通ります。
答え:y=2x-7
一点とy切片が分かる場合
y切片が分かるならbを先に入れ、直線上の一点からaを求めます。
例3:切片と通る一点
問題:y切片が5で、点(-2, 1)を通る一次関数の式を求めましょう。
y=ax+5へ、x=-2、y=1を代入します。
-2a=-4
a=2
答え:y=2x+5
確かめ:x=0のときy=5、x=-2のときy=1です。
二点が分かる場合
二点(x1, y1)、(x2, y2)のx座標が異なるとき、傾きは次の式で求められます。
(x2≠x1)
例4:二点から傾きと切片を求める
問題:二点(-1, 4)、(3, -8)を通る一次関数の式を求めましょう。
1. 傾きを求める:
=-12/4
=-3
2. 一点を代入する:y=-3x+bへ(-1, 4)を代入します。
4=3+b
b=1
答え:y=-3x+1
確かめ:x=-1でy=4、x=3でy=-8となり、両方の点を通ります。
グラフから式を求める場合
グラフでは、直線上にあることが確実で、座標を正確に読める格子点を二つ選びます。y軸との交点が正確に読めれば、それを切片として使うと短く解けます。
例5:切片ともう一点をグラフから読む
ある直線が(0, -2)と(4, 1)を通ると読み取れたとします。(0, -2)から切片は-2です。傾きは、
答え:y=(3/4)x-2
確かめ:x=4のときy=3-2=1です。
線の太さや印刷のずれで座標が曖昧な点は使いません。見た目の角度から傾きを推測せず、軸の目盛りと二点の座標から計算します。
平行な直線の式を求める場合
異なる二直線が平行なら、傾きは等しく、切片は異なります。元の直線の式から傾きを読み、求める直線が通る一点を代入します。
例6:平行な直線と一点
問題:直線y=-(1/2)x+4に平行で、点(6, -5)を通る直線の式を求めましょう。
平行なので傾きは-1/2です。y=-(1/2)x+bへ点を代入します。
-5=-3+b
b=-2
答え:y=-(1/2)x-2
元の直線とは傾きが同じで、切片4と-2が異なるため、交わらない平行な二直線です。
表から式を求める場合
表から二組の(x, y)を選び、変化の割合を求めます。その後、表のどれか一組を代入して切片を求めます。
例7:値の間隔がそろっていない表
| 変数 | -2 | 0 | 3 |
|---|---|---|---|
| y | 7 | 3 | -3 |
(-2, 7)と(0, 3)から傾きを求めます。
x=0のときy=3なので、切片は3です。
答え:y=-2x+3
確かめ:x=3のときy=-6+3=-3で、残りの組にも合います。
連立方程式で求める別解
二点が与えられたとき、それぞれをy=ax+bへ代入し、aとbについての連立方程式を解くこともできます。
例4の二点を代入すると、
-8=3a+b
下の式から上の式を引くと-12=4aよりa=-3、さらにb=1です。標準的には変化の割合から傾きを求める方法が短いですが、連立方程式でも同じ結果になります。
式を求めた後の検算
答えを書いたら、使わなかった条件も含めて全て確認します。
- 求めた式のxの係数が、与えられた傾きや平行条件と一致するか。
- 与えられた全ての点を代入し、左辺のyと右辺が一致するか。
- x=0のときの値が、与えられた切片やグラフと一致するか。
- 表に三組以上ある場合、傾きを求めるために使わなかった組にも合うか。
二点から求める問題で一方の点だけに合う式は、まだ正解とはいえません。必ず両方へ代入します。
式が一つに決まらない場合と縦の直線
一点だけが与えられ、傾きも切片も分からない場合、その点を通る直線は無数にあるため、式は一つに決まりません。
また、二点のx座標が同じ場合、傾きの分母が0になります。例えば(2, 1)と(2, 7)を通る直線はx=2という縦の直線です。一つのx=2に複数のyが対応するため、y=ax+bの一次関数としては表せません。
一方、二点のy座標が同じなら傾きは0です。例えば(-3, 5)と(4, 5)を通る水平な直線はy=5と表せます。
よくある誤りと直し方
| 誤り | 直し方 |
|---|---|
| 傾きと切片を逆に入れる | y=ax+bで、xの係数が傾き、定数項が切片 |
| 点(3, -1)をx=-1、y=3とする | 座標は(x座標, y座標)の順 |
| 傾きの分子と分母で引く順序が違う | 二つとも「二点目-一点目」のように順序をそろえる |
| 二点から傾きを求めて終える | 一点を代入して切片も求め、y=ax+bまで書く |
| 平行なら切片も同じにする | 異なる平行線は傾きが同じで切片は異なる |
| 一つの点だけで式が決まると思う | 傾きまたは切片など、もう一つの独立した条件が必要 |
確認問題
- 傾きが4、y切片が-3である一次関数の式を求めましょう。
- 傾きが-2で、点(-3, 5)を通る一次関数の式を求めましょう。
- y切片が1で、点(2, 7)を通る一次関数の式を求めましょう。
- 二点(-2, -1)、(4, 8)を通る一次関数の式を求めましょう。
- 直線y=3x-6に平行で、点(-1, 4)を通る直線の式を求めましょう。
- (x, y)=(-1, 6)、(2, 0)、(5, -6)を満たす一次関数の式を求めましょう。
- グラフから、直線が(0, 3)と(2, -1)を通ると読み取れました。この直線の式を求めましょう。
- 二点(-3, 5)、(4, 5)を通る直線の式を求めましょう。
- 二点(2, 1)、(2, 7)を通る直線は、y=ax+bの形で表せますか。理由も答えましょう。
確認問題の解答と確かめ
- y=4x-3。
- y=-2x+bへ(-3, 5)を代入すると5=6+bよりb=-1。答えはy=-2x-1です。
- 7=2a+1よりa=3。答えはy=3x+1です。
- 傾きは{8-(-1)}/{4-(-2)}=9/6=3/2。(-2, -1)を代入すると-1=-3+bよりb=2。答えはy=(3/2)x+2です。
- 傾きは3。4=3×(-1)+bよりb=7。答えはy=3x+7です。
- 傾きは(0-6)/{2-(-1)}=-6/3=-2。0=-2×2+bよりb=4。答えはy=-2x+4で、x=5のときy=-6です。
- 傾きは(-1-3)/(2-0)=-4/2=-2、切片は3。答えはy=-2x+3です。
- yの増加量が0なので傾きは0です。答えはy=5です。
- 表せません。二点を通る直線はx=2という縦の直線で、一つのx=2に複数のyが対応するからです。
まとめ
- 一次関数の式を求めることは、y=ax+bのaとbを決めること。
- まず傾きaを求め、直線上の一点を代入して切片bを求める。
- 二点からは、(yの増加量)/(xの増加量)で傾きを求める。
- 異なる平行線は傾きが等しく、切片が異なる。
- 求めた式へ全ての点を代入し、全条件に合うことを確かめる。
- x座標が同じ二点を通る縦の直線は、yをxの一次関数として表せない。
学習範囲の根拠
この記事は、文部科学省「中学校学習指導要領(平成29年告示)解説 数学編」の第2学年「一次関数の表、式、グラフとそれらの相互関係」を基準に構成しています。変化の割合と傾き、切片、表・式・グラフの関連を反映しています。正式な内容は、文部科学省の解説PDFで確認できます。
