グラフの傾きが で、点 を通る 1 次関数の式を求め、 を の式で表しなさい。
1 次関数の式の求め方
傾きと切片、傾きと通る 1 点、通る 2 点などの条件から、1 次関数 の式を求められる
前提
- 比例・反比例の式とグラフ (中学数学 関数)
- 連立方程式の解き方(加減法・代入法) (中学数学 方程式)
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- 1 次方程式の解き方 (中学数学 方程式)
- 比例・反比例の式とグラフ (中学数学 関数)
- 連立方程式の解き方(加減法・代入法) (中学数学 方程式)
説明
()の形で表される関数を 1 次関数といいます。この技能では、「傾きと切片」「傾きと通る 1 点」「通る 2 点」などの条件から、 と を決めて 1 次関数の式を求められるようになります。グラフが直線で与えられたときや、2 つの量の関係が一定の割合で変わる場面で、その関係を式に表すのに使います。
なぜそうしてよいのか
1 次関数 は、比例 に定数 をたしたものです。 のとき なので、グラフは 軸と点 で交わります。この を切片といいます。また、 が 1 増えると はちょうど だけ増えます()。 が 増えれば は 増えるので、 です。この をグラフの傾きといいます。
式を決めるには、わからない数 を 2 つとも求めればよいのです。比例のときと同じく、「グラフが点 を通る」は「 を代入すると等式が成り立つ」という意味です。
傾き がわかっているなら、残りは だけなので、通る 1 点を代入すれば の 1 次方程式になります。2 点 、 だけがわかっているときは、2 点の座標の差から傾きを で先に求めるか、2 点をそれぞれ代入して の連立方程式を作って解きます。なお、1 次関数のグラフが通る異なる 2 点なら かつ です。 だと 2 点を通る直線は 軸に平行になり(分母が になり)1 次関数のグラフになりません。 だと傾きが になり、 という 1 次関数の条件に合いません。
手順
求める式を とおき、条件から傾き ・切片 のうちすぐわかるものを入れる(「切片が 」なら )
2 点 、 だけがわかっているときは、傾き を計算する(1 次関数のグラフが通る 2 点なので かつ )
を入れた式に、通る 1 点の座標を代入して についての方程式を作り、解く(手順 2 の代わりに、2 点を両方代入して の連立方程式を解いてもよい)
求めた を入れて の形で答え、もう 1 つの点も代入して成り立つか確かめる
例題
グラフが 2 点 、 を通る 1 次関数の式を の形で表すとき、右辺の式 を求めよ。
例題の解答
手順 1: 求める式を とおく。傾きも切片もまだわからない。
手順 2: の増加量は 、 の増加量は 。よって傾き 。
手順 3: に点 を代入して 、、。
手順 4: 式は 。確かめ: のとき で、点 も通る。
よって 。
答え:
よくある誤り
傾きを の増加量÷ の増加量で計算する誤り。上の例で とするのは誤り。正しくは
増加量を求めるとき、引く順番を と でそろえない誤り。 は 、 は として とするのは誤り。同じ点を後ろにして、正しくは
負の数を代入するときに符号を間違える誤り。 を として とするのは誤り。正しくは なので
切片と、 になるときの の値を取り違える誤り。切片は のときの の値である。 の切片は で、 となる ではない
この説明は AI が書き、別の AI が例題を独立に解いて答えを確かめ、説明を一歩ずつ査読しました。
入口の問題
この技能を使う問題
直線 は、2 直線 と の交点を通り、さらに直線 と 軸上で交わっている。直線 の式を求めよ。
関数 のグラフ上に、 座標が である点 と、 座標が である点 がある。原点を とする。
軸上に点 を、 の面積が の面積の 倍になるようにとる。点 の 座標が正であるとき、点 の座標を求めよ。
1 次関数 について、 の変域が のとき、 の変域は である。ただし、 とする。
, の値を、この順に求めよ。
関数 のグラフ上に 2 点 , があり、点 の 座標は 、点 の 座標は である。この関数で、 の値が から まで増加するときの変化の割合は である。原点を とし、座標の 1 目もりを とする。
の面積は何 か求めなさい。
座標平面上に 3 点 , , がある。四角形 が平行四辺形になるように点 をとる。
点 を通り、平行四辺形 の面積を 2 等分する直線を とする。直線 と辺 の交点の座標を求めなさい。
座標平面上に、原点 と、2 直線 、 がある。直線 と直線 の交点を 、直線 と 軸の交点を とする。また、線分 上に 座標が である点 をとる。
点 を通り、 の面積を 2 等分する直線の式を とするとき、, の値を組 の形で求めよ。
座標平面上に 2 点 , がある。 軸上に点 、 軸上に点 をとり、折れ線 の長さ が最も短くなるようにする。このときの点 の座標を求めよ。
反比例 のグラフが点 を通っている。このグラフ上で 座標が である点を とし、点 から 軸に垂線をひき、 軸との交点を とする。原点を とする。
比例のグラフ が四角形 の面積を 2 等分するとき、比例定数 の値を求めなさい。