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一次関数

社会でどう使われるか

「傾き」と「y切片」——この2つで世界中の「直線的な変化」を表現できる。自動車の燃費計算(走った距離と消費ガソリン)、電気料金(基本料金+従量)、体重の変化予測、すべてが一次関数。機械学習の線形回帰も、その根っこは一次関数だ。

まず、やさしく

一次関数のグラフは、まっすぐな線です。傾きは「x が1増えると y がいくつ増えるか」。小学校で速さのグラフを描いたときの、線の急さと同じものです。

要点

一次関数の定義

y = ax + b の形で表される関数。a を「傾き」、b を「y 切片」という。x が 1 増えると y は a だけ変化する。

傾きの意味

傾き a = x が 1 増えたときの y の変化量。グラフでは「どれだけ急か」を表す。a > 0 なら右上がり、a < 0 なら右下がり。

グラフの書き方

① y 切片 (0, b) を打つ。② 傾き a = 変化量で次の点を打つ。③ 2点を直線で結ぶ。

2点から式を求める

2点 (x₁, y₁), (x₂, y₂) を通る直線の傾き:a = (y₂−y₁)/(x₂−x₁)。その後 y = ax + b に代入して b を求める。

電気料金で一次関数を体感

基本料金 1,000 円、1kWh あたり 30 円の電気料金プランで x kWh 使ったとき:y = 30x + 1000。傾き = 30(単価)、y切片 = 1000(基本料)。

図で見る

傾きが変わると、線の急さが変わる
xyy = 2x + 1y = 0.5x + 1y = −x + 1

3本とも切片は1。y軸で交わり、傾きだけが違う。

確認問題 10問

選ぶと答え合わせできます

Q1 y = 3x − 2 で、x = 4 のとき y は?

Q2 y = 2x + 5 の傾きは?

Q3 傾き −3、y切片 4 の一次関数の式は?

Q4 点 (2, 7) と (4, 13) を通る直線の傾きは?

Q5 y = −2x + 6 のグラフが x 軸と交わる点(x 切片)は?

Q6 電気料金 y = 25x + 800(x: kWh)で、300 kWh 使ったときの料金は?

Q7 y = 4x + 2 と y = −x + 7 の交点の x 座標は?

Q8 点 (1, 5) を通り、傾きが 2 の一次関数の式は?

Q9 一次関数 y = −x + 4 について正しいのは?

Q10 車が時速 60 km で走るとき、x 時間後の走行距離 y km を表す式は?

この単元を使う職業

データサイエンティスト ¥950万
エネルギーコンサルタント ¥800万
証券アナリスト ¥1000万
物理学者・研究者 ¥750万

データサイエンティスト¥950万

線形回帰(データへの最適な直線当てはめ)を使って売上予測・需要予測を行う。機械学習の基礎。

使う数学: 一次関数統計線形代数微分

エネルギーコンサルタント¥800万

電力・ガス使用量の傾向をグラフ化し、省エネ施策の効果を定量的に分析する。

使う数学: 一次関数統計グラフ解析

証券アナリスト¥1000万

株価や経済指標のトレンドを分析し、投資判断のレポートを作成する。

使う数学: 一次関数統計微分確率

物理学者・研究者¥750万

等速直線運動など物理現象を一次関数でモデル化し、実験データと照合する。

使う数学: 一次関数微分・積分ベクトル統計

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