中2数学:一次関数 / 数学単元ガイド

中2数学|一次関数の式の求め方 傾き・切片・2点から求める【中2数学】(無料問題PDF)

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、yaxb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abを決めること

一次関数の一般的な式は次の形です。

yaxb
  • a:傾き=変化の割合
  • by切片=x=0のときのyの値

式を一つに決めるには、通常、ab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 ab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
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
条件が変わっても基本は同じです。yaxbと置く、②傾きaを決める、③一点を代入して切片bを決める、④全条件で確かめる、の順で進めます。

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ab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、

y=-3x+4

答え:y=-3x+4

「切片-4」と「切片の絶対値が4」は異なります。切片が-4ならb=-4で、式は…-4となります。

傾きと一点が分かる場合

  1. yaxbへ、与えられた傾きを入れる。
  2. 直線上の点(x, y)を式へ代入する。
  3. bについての方程式を解く。
  4. 求めたab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=2xbです。点(3, -1)を通るので、x=3、y=-1を代入します。

-1=2×3+b
-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。

yax+5へ、x=-2、y=1を代入します。

1=-2a+5
-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。

a=(y2y1)/(x2x1
x2x1

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:

a={-8-4}/{3-(-1)}
=-12/4
=-3

2. 一点を代入する:y=-3xbへ(-1, 4)を代入します。

4=-3×(-1)+b
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。

傾きの分子と分母は、引く順序をそろえます。分子を「二点目-一点目」としたら、分母も「二点目-一点目」です。一方だけ逆にすると符号が反対になります。

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、

a={1-(-2)}/(4-0)=3/4

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)xbへ点を代入します。

-5=-(1/2)×6+b
-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。

a=(3-7)/{0-(-2)}=-4/2=-2

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yaxbへ代入し、ab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、

4=-ab
-8=3ab

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。

  1. 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。
  2. 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。
  3. 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。
  4. 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、yaxb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 yaxb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、yaxb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

  1. 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。
  2. 傾きが-2で、点(-3, 5)を通る一次関数の式を求めましょう。
  3. 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。
  4. 二点(-2, -1)、(4, 8)を通る一次関数の式を求めましょう。
  5. 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。
  6. 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。
  7. 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。
  8. 二点(-3, 5)、(4, 5)を通る直線の式を求めましょう。
  9. 二点(2, 1)、(2, 7)を通る直線は、yaxb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
  1. y=4x-3。
  2. y=-2xbへ(-3, 5)を代入すると5=6+bよりb=-1。答えはy=-2x-1です。
  3. 7=2a+1よりa=3。答えはy=3x+1です。
  4. 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。
  5. 傾きは3。4=3×(-1)+bよりb=7。答えはy=3x+7です。
  6. 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。
  7. 傾きは(-1-3)/(2-0)=-4/2=-2、切片は3。答えはy=-2x+3です。
  8. yの増加量が0なので傾きは0です。答えはy=5です。
  9. 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、yaxbab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、yx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。

前後の単元

前に学ぶ一次関数の基礎で、変化の割合・傾き・切片・グラフを確認できます。

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次に学ぶ次は、料金・水量・速さ・動点を式やグラフで考える一次関数の利用へ進みます。

次に解く問題・この単元の解説

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