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[中学数学]核心をつかめば簡単!「一次関数」の問題の考え方を解説!

[中学数学]核心をつかめば簡単!「一次関数」の問題の考え方を解説!中学数学

みなさんこんにちは、ゆーきゃんです。

今回のテーマは、「一次関数」です。

一次関数の式の決定やグラフを描くなど、さまざまな問題が出題されます。

覚えることが多く、よく分からないという方も多いのではないでしょうか。

しかし、「一次関数」の核心を理解できればどんな問題もいとも簡単に崩れ去ります。

そこで、今回は「一次関数」の核心を解説し、問題演習を行っていきます。

また、本記事と合わせて以下の記事も是非ご覧ください。

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「一次関数」の核心とは?

そもそも、「一次関数」の核心とは何でしょうか?

  • y=ax+bの形で表される関数を「一次関数」といい、aを「傾き」bを「切片」と呼ぶ
  • 「一次関数」ではグラフ上のどの2点をとっても、「変化の割合」(=傾き)は一定
[中学数学]核心をつかめば簡単!「一次関数」の問題の考え方を解説!

となることがその本質です。

なお、「変化の割合」とは、(yの増加量)÷(xの増加量)のことをいいます。

どの2点をとっても「変化の割合」がいつも同じになるのが「一次関数」の本質ですから、このことを利用すればどんな問題でも簡単に解けます。

それを踏まえ、よく出題される問題について考えてみましょう。

「一次関数」のグラフの描き方

まず、「一次関数」のグラフの描き方を考えます。

「変化の割合」が常に一定であるということから、

「一次関数」のグラフでは、2つの格子点(x座標とy座標がともに整数である点)を通る直線を引けばよい

ということがいえます。

例えば、て次の3つの一次関数のグラフを描くことを考えます。

(1) y=2x+1

(2) y=\frac{2}{5}x+4

(1) y=\frac{4}{3}x+\frac{2}{3}

(1)では、(0,1)(1,3)の2つの格子点を通るため、これらを通過する直線を描けばOKです。

(2)では、(-5,2)(5,6)の2つの格子点を通るため、これらを通過する直線を描けばOKです。

(3)では、(1,2)(4,6)の2つの格子点を通るため、これらを通過する直線を描けばOKです。

そうすると、グラフは以下のようになります。

[中学数学]核心をつかめば簡単!「一次関数」の問題の考え方を解説!

このように、一次関数のグラフでは2つの格子点を通る直線を描くとよいです。

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「一次関数」の式の決定問題はどう解く?

「一次関数」の式の決定問題は以下のことをおさえておけばOKです。

  • 傾き」(=「変化の割合」)であるaの値を決定する
  • 傾きがaで、(p,q)を通る一次関数の式は、y=a(x-p)+qとなる

これらを踏まえて、次の問題に挑戦してみましょう。

(1)の解説

変化の割合と傾きは等しいので、y=5x+4です。

(2)の解説

先ほどの公式をそのまま用いて、答えは以下のようになります。
y=2(x-3)+4=2x-2

(3)の解説

y=-\frac{1}{2}x-5と平行なので、求める直線の傾きも-\frac{1}{2}となります。

よって、答えは以下のようになります。
y=(-\frac{1}{2})×(x-5)+8=-\frac{1}{2}x+\frac{21}{2}

(4)の解説

与えられた2点から、変化の割合を求めると以下のようになります。
\begin{eqnarray} \frac{5-\frac{4}{3}}{1-\frac{1}{3}}&=&\frac{3×(5-\frac{4}{3})}{3×(1-\frac{1}{3})}\\ &=&\frac{15-4}{3-1}\\ &=&\frac{11}{2} \end{eqnarray}

この直線は(1,5)を通るため、答えは以下のようになります。
y=\frac{11}{2}(x-1)+5=\frac{11}{2}x-\frac{1}{2}

(5)の解説

次のことを覚えておくとよいでしょう。

傾きがm(≠0)の直線と、傾きがn(≠0)の直線が垂直に交わるとき、
mn=-1が成立する

よって、求める直線の傾きは\frac{1}{2}となります。

(3,6)を通るため、求める直線の式は以下のようになります。
y=\frac{1}{2}(x-3)+6=\frac{1}{2}x+\frac{9}{2}

まとめ:[中学数学]核心をつかめば簡単!「一次関数」の問題の考え方を解説!

いかがでしたか。

今回は「一次関数」の問題の考え方について解説しました。

「一次関数」は「グラフ上のどの2点をとっても、「変化の割合」(=傾き)は一定」であるとい核心をつかめれば、それを利用して簡単に問題を解くことができます。

今回扱った問題は定期試験では必ず出題されますので、テスト直前等には繰り返し解くようにしましょう。

次回は苦手な人も多い「一次関数の応用問題」を解説していきますので、お楽しみに。

最後までご一読いただきありがとうございました。

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