数学 中2 3章 $1$ 次関数 第4回(全25問)
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$ \boxed{\phantom{ho}}$←ここに四角形が表示されていたら準備OKです。
問題をクリックすると答えがでます。
(1) $1$ 次関数の式の形は $ \boxed{\LARGE\phantom{hogehoge}}$
$a$ の呼び方は
$\boxed{\LARGE\phantom{hogehoge}}$ $\boxed{\LARGE\phantom{hogehoge}}$ $\boxed{\Huge\phantom{hogehoge}}$
$b$ の呼び方は $\boxed{\LARGE\phantom{hogehoge}}$
$a \gt 0$ のとき、グラフは $\boxed{\LARGE\phantom{hogehoge}}$ の直線
$a \lt 0$ のとき、グラフは $\boxed{\LARGE\phantom{hogehoge}}$ の直線
答え
$y=ax+b$, 傾き, 変化の割合, $\cfrac{xの増加量\phantom{ }}{yの増加量\phantom{ }}$,
切片($y$ 切片), 右上がり, 右下がり
$a\gt0$ ($a$ がプラス)のとき、右上がりの直線になります。
$a\lt0$ ($a$ がマイナス)のとき、右下がりの直線になります。
$b$ は $y$ 軸上のどこを通るか、と思ってしまうといいです。
(2) 1次関数 $y=-2x-1$ について、 $x$ の値が $-3$ から $1$ まで増加したときの、次の値を求めなさい。
① $x$ の増加量
② $y$ の増加量
③変化の割合
答え
① $4$
② $-8$
③ $-2$
① $x$ の増加量をきかれたときは、問題の「 $x$ の値が $-3$ から $1$ まで増加したときの」という部分を見て答えればよいです。$-3$ が $1$ になったわけだから、$4$ 増えましたよね? だから $4$ と答えればOKです。
③ ②の問題をとばして、さきにこちらを答えてしまいます。変化の割合というのは1次関数のときは $y=ax+b$ の $a$ のことだとおもっちゃえばいいです。だから $y=-2x-1$ の $-2$ の部分を答えれば正解です。テストのときはそう答えてしまいましょう。計算もなんもないです。 $x$ の直前に書いてある数を答えればいいです。ただし、変化の割合をきかれたときのこの答え方は1次関数のときだけしか通用しないから気をつけてください。
②1次関数で $y$ の増加量をきかれたときは、
$y$ の増加量 = $x$ の増加量 × 変化の割合
です。理由は単純で、「$変化の割合=\cfrac{yの増加量\phantom{増加}}{xの増加量\phantom{増加}}$」だからです。変形したら $y$ の増加量 = $x$ の増加量 × 変化の割合 になりますよね? 1次関数のときはこれでうまくいくので、テストのときはこれでやっちゃいましょう。そのほうがラクだしはやいしミスもすくない。というわけでこの問題は $4 \times (-2) = -8$ が答えです。ただし、$y$ の増加量をきかれたときのこのやり方は、これも1次関数のときしか通用しないやり方だから気をつけてください。
(3) 変化の割合が $-3$ で、点$(-1,3)$を通る直線の式を求めなさい。
答え
$y=-3x$
「直線の式を求めよ」「1次関数の式を求めよ」「1次関数であるとき、$y$ を $x$ の式で表せ」といわれたら、答えの形は $y=ax+b$ で、 $a$ と $b$ を求めるのが目標になります。
変化の割合というのは1次関数のときは $a$ のことです。だから $a=-3$ です。これを $y=ax+b$ に代入します。すると
$$y=-3x+b$$
となります。あと、「点$(-1,3)$を通る」というのは、$x=-1$ のとき $y=3$ という意味です。これをこの $y=-3x+b$ に代入して、 $b$ を求めます。
\begin{eqnarray*}
3&=&-3\times(-1)+b\\
3&=&3+b\\
3-3&=&b\\
0&=&b
\end{eqnarray*}
$b$ は右辺においたままにして解いていくのがおすすめです。たぶんこういうやり方って、このあたりで初めて見るのかもしれません。最初はとまどうと思いますが、1次関数で $b$ を求めるときは、このやり方のほうがミスが少ないです。だからこれがおすすめです。まあどうしてもなじめなかったら由緒正しく $b$ を左辺にもってって解いてもいいです。
ともかく、これでめでたく $a=-3$ , $b=0$ というふうに、$a$ と $b$ が求められました。じゃあ答えを書きましょう。
$$y=-3x$$
(4) 傾きが $-\cfrac{1}{2}$ で、 $x=-4$ のとき $y=-2$ となる1次関数の式を求めなさい。
答え
$y=-\cfrac{1}{2}x-4$
「直線の式を求めよ」「1次関数の式を求めよ」「1次関数であるとき、$y$ を $x$ の式で表せ」といわれたら、答えの形は $y=ax+b$ で、 $a$ と $b$ を求めるのが目標になります。
傾きというのは $a$ のことです。だから $a=-\cfrac{1}{2}$ です。これを $y=ax+b$ に代入します。すると
$$y=-\cfrac{1}{2}x+b$$
となります。 $x=-4$ , $y=-2$ をこの $y=-x+b$ に代入して、 $b$ を求めます。
\begin{eqnarray*}
-2&=&-\cfrac{1}{2}×(-4)+b\\
-2&=&2+b\\
-2-2&=&b\\
-4&=&b
\end{eqnarray*}
これで $a=-\cfrac{1}{2}$ , $b=-4$ というふうに、$a$ と $b$ が求められました。じゃあ答えを書きましょう。
$$y=-\cfrac{1}{2}x-4$$
(5) \(\cfrac{yの増加量\phantom{増加}}{xの増加量\phantom{増加}}\) が $\cfrac{1}{3}$ で、点 $(-6,3)$ を通る1次関数の式を求めなさい。
答え
$y=\cfrac{1}{3}x+5$
「直線の式を求めよ」「1次関数の式を求めよ」「1次関数であるとき、$y$ を $x$ の式で表せ」といわれたら、答えの形は $y=ax+b$ で、 $a$ と $b$ を求めるのが目標になります。
\(\cfrac{yの増加量\phantom{増加}}{xの増加量\phantom{増加}}\)というのは1次関数のときは $a$ のことです。だから $a=\cfrac{1}{3}$ です。これを $y=ax+b$ に代入します。すると
$$y=\cfrac{1}{3}x+b$$
となります。 $x=-6$ , $y=3$ をこの $y=\cfrac{1}{3}x+b$ に代入して、 $b$ を求めます。
\begin{eqnarray*}
3&=&\cfrac{1}{3}\times(-6)+b\\
3&=&-2+b\\
3+2&=&b\\
5&=&b
\end{eqnarray*}
これで $a=\cfrac{1}{3}$ , $b=5$ というふうに、$a$ と $b$ が求められました。じゃあ答えを書きましょう。
$y=\cfrac{1}{3}x+5$
(6) $x$ の値が $4$ 増加すると $y$ の値が $2$ 減少し、$x=4$ のとき $y=-1$ となる直線の式を求めなさい。
答え
$y=-\cfrac{1}{2}x+1$
「直線の式を求めよ」「1次関数の式を求めよ」「1次関数であるとき、$y$ を $x$ の式で表せ」といわれたら、答えの形は $y=ax+b$ で、 $a$ と $b$ を求めるのが目標になります。
1次関数のときは \(a=\cfrac{yの増加量\phantom{増加}}{xの増加量\phantom{増加}}\)だから、この問題の場合は $a=\cfrac{-2}{4}=-\cfrac{1}{2}$ となります。これを $y=ax+b$ に代入すると
$$y=-\cfrac{1}{2}x+b$$
となります。 $x=4$ , $y=-1$ をこの $y=-\cfrac{1}{2}x+b$ に代入して、 $b$ を求めます。
\begin{eqnarray*}
-1&=&-\cfrac{1}{2}\times4+b\\
-1&=&-2+b\\
-1+2&=&b\\
1&=&b
\end{eqnarray*}
これで $a=-\cfrac{1}{2}$ , $b=1$ というふうに、$a$ と $b$ が求められました。じゃあ答えを書きましょう。
$$y=-\cfrac{1}{2}x+1$$
(7) 直線 $y=-\cfrac{2}{3}x-1$ に平行で、点$(-6,-2)$ を通る直線の式を求めなさい。
答え
$y=-\cfrac{2}{3}x-6$
「直線の式を求めよ」「1次関数の式を求めよ」「1次関数であるとき、$y$ を $x$ の式で表せ」といわれたら、答えの形は $y=ax+b$ で、 $a$ と $b$ を求めるのが目標になります。
傾きが等しいとき、2直線は平行になります。$y=-\cfrac{2}{3}x-1$ に平行ということは、求めたい直線の傾きは $-\cfrac{2}{3}$ だということになります。つまり $a=-\cfrac{2}{3}$ です。これを $y=ax+b$ に代入すると
$$y=-\cfrac{2}{3}x+b$$
となります。 $x=-6$ , $y=-2$ をこの $y=-\cfrac{2}{3}x+b$ に代入して、 $b$ を求めます。
\begin{eqnarray*}
-2&=&-\cfrac{2}{3}\times(-6)+b\\
-2&=&4+b\\
-2-4&=&b\\
-6&=&b
\end{eqnarray*}
これで $a=-\cfrac{2}{3}$ , $b=-6$ というふうに、$a$ と $b$ が求められました。じゃあ答えを書きましょう。
$$y=-\cfrac{2}{3}x-6$$
(8) $y$ 切片が $-1$ で、点$(-3,-7)$ を通る1次関数の式を求めなさい。
答え
$y=2x-1$
「直線の式を求めよ」「1次関数の式を求めよ」「1次関数であるとき、$y$ を $x$ の式で表せ」といわれたら、答えの形は $y=ax+b$ で、 $a$ と $b$ を求めるのが目標になります。
$y$ 切片というのは $b$ のことです。だから $b=-1$ です。これを $y=ax+b$ に代入します。すると
$$y=ax-1$$
となります。 $x=-3$ , $y=-7$ をこの $y=ax-1$ に代入して、 $a$ を求めます。
\begin{eqnarray*}
-7&=&-3a-1\\
3a&=&-1+7\\
3a&=&6\\
a&=&2
\end{eqnarray*}
これで $a=2$ , $b=-1$ というふうに、$a$ と $b$ が求められました。じゃあ答えを書きましょう。
$$y=2x-1$$
(9) 2点$(-1,2),(-2,-1)$ を通る直線の式を求めなさい。
答え
$y=3x+5$
「直線の式を求めよ」「1次関数の式を求めよ」「1次関数であるとき、$y$ を $x$ の式で表せ」といわれたら、答えの形は $y=ax+b$ で、 $a$ と $b$ を求めるのが目標になります。
$2$ 点を通る直線の式をきかれたときは、
$$a=\cfrac{y_2-y_1}{x_2-x_1}$$
という公式を使って $a$ を求めましょう。
$2$ 点の座標 $(-1,2),(-2,-1)$ を $(x_1,y_1),(x_2,y_2)$ だということにして、上の公式にあてはめると、
\begin{eqnarray*}
a&=&\cfrac{y_2-y_1}{x_2-x_1}\\
&=&\cfrac{-1-2}{-2-(-1)}\\
&=&\cfrac{-3}{-1}\\
&=&3\\
\end{eqnarray*}
これで $a=3$ だということがわかりました。これを $y=ax+b$ に代入して、
$$y=3x+b$$
ここに、 $(-1,2),(-2,-1)$ のどちらかを代入して $b$ を求めます。代入するのはどっちでもよいです。計算さえまちがえなければ、どっちをいれても答えは同じになります。だから、計算がラクそうなほうをいれるのが得。今回は、 $(-1,2)$ のほうをいれてみましょう。
\begin{eqnarray*}
2&=&3×(-1)+b\\
2&=&-3+b\\
2+3&=&b\\
5&=&b
\end{eqnarray*}
これで $a=3$ , $b=5$ というふうに、$a$ と $b$ が求められました。じゃあ答えを書きましょう。
$$y=3x+5$$
ところで、この問題に関してはもうひとつ、連立方程式をたてて $a$ と $b$ を求めていく、という定番のやり方があります。ここで紹介しているやり方と、連立方程式をたてるのと、両方ためして、好きなほうでやってください。連立方程式をたててやるやり方は、次の問題で説明します。
(10) $x=2$ のとき $y=-1$ で、$x=4$ のとき $y=0$ となる1次関数の式を求めなさい。
答え
$y=\cfrac{1}{2}x-2$
「直線の式を求めよ」「1次関数の式を求めよ」「1次関数であるとき、$y$ を $x$ の式で表せ」といわれたら、答えの形は $y=ax+b$ で、 $a$ と $b$ を求めるのが目標になります。
$y=ax+b$ に $x=2,y=-1$ を代入すると
$$-1=2a+b$$
$y=ax+b$ に $x=4,y=0$ を代入すると
$$0=4a+b$$
こうしてできたふたつの式を連立させて解きます。引き算をすれば $b$ が消えます。
$a=\cfrac{1}{2}$ を $0=4a+b$ に代入して $b$ を求めます。
\begin{eqnarray*}
0&=&4×\cfrac{1}{2}+b\\
0&=&2+b\\
-2&=&b
\end{eqnarray*}
これで $a=\cfrac{1}{2}$ , $b=-2$ というふうに、$a$ と $b$ が求められました。じゃあ答えを書きましょう。
$$y=\cfrac{1}{2}x-2$$
ところで、この問題に関してはもうひとつ、前の問題で説明した $a=\cfrac{y_2-y_1}{x_2-x_1}$ という公式を使って、まず $a$ を求めてしまう、というやり方でもいけます。どっちでもいけます。テストのときは好きなほうでやってください。
(11) $y$ が $x$ の1次関数であるとき、表のア~ウにあてはまる数をこたえなさい。また、$y$ を $x$ の式で表しなさい。
\begin{array}{c|ccccc}
\hline
x & -4 & ア & 6 & 10 & ウ \\
\hline
y & -5 & -4 & イ & 2 & 3 \\
\hline
\end{array}
答え
ア…$-2$, イ…$0$, ウ…$12$, 式 $y=\cfrac{1}{2}x-3$
まず、$y$ を $x$ の式で表してしまいましょう。そのために、$x$ と $y$ がわかっている組を $2$ 組、見つけます。必ず $2$ 組はあるはずです。この問題の場合は、$x=-4$ のとき $y=-5$, $x=10$ のとき $y=2$ というのがありますね。これで $a$ を求めることができます。$(-4, -5), (10, 2)$ だと思ってもいいです。$a$ が求まりますよね?
$\quad a=\cfrac{y_2-y_1}{x_2-x_1}$ を使って、
$\quad a=\cfrac{2-(-5)}{10-(-4)}=\cfrac{7}{14}=\cfrac{1}{2}$
$y=\cfrac{1}{2}x+b$ に $(10, 2)$ を代入して、
\begin{eqnarray*}
2&=&\cfrac{1}{2}\times10+b\\
2&=&5+b\\
-3&=&b
\end{eqnarray*}
これで、式は $y=\cfrac{1}{2}x-3$ だと求められました。あとはアとイとウをだしていきましょう。
アは $y=-4$ のときの $x$ の値のことだから、
\begin{eqnarray*}
-4&=&\cfrac{1}{2}x-3 \quad(\times2)\\
-8&=&x-6\\
-2&=&x
\end{eqnarray*}
イは $x=6$ のときの $y$ の値のことだから、
\begin{eqnarray*}
y=\cfrac{1}{2}\times6-3=3-3=0
\end{eqnarray*}
ウは $y=3$ のときの $x$ の値のことだから、
\begin{eqnarray*}
3&=&\cfrac{1}{2}x-3 \quad(\times2)\\
6&=&x-6\\
12&=&x
\end{eqnarray*}
これですべて求まりました。答えを書きましょう。
ア…$-2$, イ…$0$, ウ…$12$, 式 $y=\cfrac{1}{2}x-3$
(12) 1次関数 $y=3x-4$ について、$x$ の変域が $-1 \leqq x \leqq 2$ のとき、$y$ の変域を求めなさい。
答え
$-7 \leqq y \leqq 2$
「$x$ の変域が $a \leqq x \leqq b$ のとき、$y$ の変域を求めなさい。」というお決まりの問題があって、こうきかれたときは、答えの形はこうです。 $$小 \leqq y \leqq 大$$ んで、小と大にそれぞれ、小さい数と大きい数を書いておけばいいです。小さい数と大きい数っていうのは、 $-1 \leqq x \leqq 2$ の $-1$ と $2$ をそれぞれ問題の $y=3x-4$ の $x$ に代入してえられる数です。じゃあまず、 $x=-1$ を $y=3x-4$ に代入します。 \begin{eqnarray*} y&=&3×(-1)-4\\ &=&-3-4\\ &=&-7 \end{eqnarray*} 次に、 $x=2$ を $y=3x-4$ に代入します。 \begin{eqnarray*} y&=&3×2-4\\ &=&6-4\\ &=&2\\ \end{eqnarray*} これで、$-7$ と $2$ というふたつの数がえられました。これを小と大にあてはめればよいです。じゃあ答えを書きましょう。 $$-7 \leqq y \leqq 2$$ これでOKです。ただし、 $y$ の変域をきかれたときのこのやり方は、3年生で習う「2乗に比例する関数$y=ax^2$」では通用しないから気をつけてください。
(13) 下の直線の式を求めなさい。
答え
$y=\cfrac{2}{5}x+3$
「直線の式を求めよ」「1次関数の式を求めよ」といわれたら、答えの形は $y=ax+b$ で、 $a$ と $b$ を求めるのが目標になります。
このグラフは右に$5$歩いって縦に$2$ 歩いっています。傾き $a=\cfrac{縦}{右}$ だから、
$$a=\cfrac{2}{5}$$
それから、このグラフは $y$ 軸の $3$ を通っています。切片 $b$ は $y$ 軸のどこを通っているか、ということだから、
$$b=3$$
これで $a=\cfrac{2}{5}$ , $b=3$ というふうに、$a$ と $b$ が求められました。じゃあ答えを書きましょう。
$$y=\cfrac{2}{5}x+3$$
(14) 下の直線の式を求めなさい。
答え
$y=-2x-1$
「直線の式を求めよ」「1次関数の式を求めよ」といわれたら、答えの形は $y=ax+b$ で、 $a$ と $b$ を求めるのが目標になります。
このグラフは右に$1$歩いって縦に$-2$ 歩いっています。傾き $a=\cfrac{縦}{右}$ だから、
$$a=\cfrac{-2}{1}=-2$$
それから、このグラフは $y$ 軸の $-1$ を通っています。切片 $b$ は $y$ 軸のどこを通っているか、ということだから、
$$b=-1$$
これで $a=-2$ , $b=-1$ というふうに、$a$ と $b$ が求められました。じゃあ答えを書きましょう。
$$y=-2x-1$$
(15) 下の①,②の直線の式を求めなさい。
答え
① $y=-3$ ② $x=-4$
① $x$軸に平行な直線のときはちょっと特別で、答えの形は $y=n$ です。この直線は $y$ 軸の $-3$ を通っていて、$x$軸に平行な直線だから、答えは
$$y=-3$$
② $y$ 軸に平行な直線のときもちょっと特別で、答えの形は $x=n$ です。この直線は $x$軸の $-4$ を通っていて、$y$ 軸に平行な直線だから、答えは
$$x=-4$$
(16) 次の1次関数のグラフをかきなさい。
① $y=-3x+1$
② $x-4y=12$
答え
① 傾きが $-3$ で切片が $1$ のグラフです。
② このままでは傾きや切片がわかりません。こういうときは、$y$ について解きます。
\begin{eqnarray*}
x-4y&=&12\\
-4y&=&-x+12\\
4y&=&x-12\\
y&=&\cfrac{1}{4}x-\cfrac{12}{4}\\
y&=&\cfrac{1}{4}x-3
\end{eqnarray*}
これで傾きが $\cfrac{1}{4}$ で切片が $-3$ だとわかりました。そのグラフをかきましょう。
(17) 次の連立方程式の解を、グラフをかいて求めなさい。
\begin{eqnarray*}
\left\{
\begin{array}{l}
2x-3y=6\\
2x-y=-2
\end{array}
\right.
\end{eqnarray*}
答え
\begin{eqnarray*}
\left\{
\begin{array}{l}
x=-3\\
y=-4
\end{array}
\right.
\end{eqnarray*}
加減法や代入法を使って解いてしまうこともできますが、それだとテストのとき点数はもらえません。グラフをかいていなければダメです。というわけでグラフをかきます。このままでは傾きや切片がわかりませんので、こういうときは、それぞれの式を $y$ について解きます。
\begin{eqnarray*}
2x-3y&=&6\\
-3y&=&-2x+6\\
3y&=&2x-6\\
y&=&\cfrac{2}{3}x-\cfrac{6}{3}\\
y&=&\cfrac{2}{3}x-2
\end{eqnarray*}
\begin{eqnarray*}
2x-y&=&-2\\
-y&=&-2x-2\\
y&=&2x+2
\end{eqnarray*}
こうしてできた $2$ つの式をおなじグラフ上にかいて、その交点を座標を答えればいいです。交点の座標は点$(-3, \ -4)$ ですね。$x=-3, \ y=-4$ が解です。
(18) 下の直線の式を求めなさい。
答え
$y=-\cfrac{3}{4}x+\cfrac{7}{4}$
「直線の式を求めよ」「1次関数の式を求めよ」といわれたら、答えの形は $y=ax+b$ で、 $a$ と $b$ を求めるのが目標になります。
このグラフは右に$4$歩いって縦に$-3$ 歩いっています。傾き $a=\cfrac{縦}{右}$ だから、
$$a=\cfrac{-3}{4}=-\cfrac{3}{4}$$
それから、このグラフは $y$ 軸のぴったりしたところを通っていません。こういうときの $b$ はどこかの座標を代入して計算で求めます。たとえばこのグラフは点$(1,1)$ を通っているから、$x=1,$ $y=1$ を、$y=-\cfrac{3}{4}x+b$ に代入して $b$ を求めます。
\begin{eqnarray*}
1&=&-\cfrac{3}{4}×1+b\\
1&=&-\cfrac{3}{4}+b\\
1+\cfrac{3}{4}&=&b\\
\cfrac{4}{4}+\cfrac{3}{4}&=&b\\
\cfrac{7}{4}&=&b
\end{eqnarray*}
これで $a=-\cfrac{3}{4}$ , $b=\cfrac{7}{4}$ というふうに、$a$ と $b$ が求められました。じゃあ答えを書きましょう。
$$y=-\cfrac{3}{4}x+\cfrac{7}{4}$$
今回は点$(1,1)$ を代入して $b$ を求めたけれど、$(5,-2)$でも$(-3,4)$でもどこでもいいです。どこをいれても $b=\cfrac{7}{4}$ になります。
(19) 2つの直線 $y=2x+8$ と $y=\cfrac{2}{3}x+4$ の交点の座標を求めなさい。
答え
$(-3,2)$
2直線の交点の座標は連立方程式の解です。
連立方程式\begin{eqnarray*}
\left\{
\begin{array}{l}
y=2x+8\\
y=\cfrac{2}{3}x+4
\end{array}
\right.
\end{eqnarray*}
を解いて、その解がこの問題の答えです。代入法で、
(上の式の右辺)=(下の式の右辺)という式をたてて解いていきましょう。
\begin{eqnarray*}
2x+8&=&\cfrac{2}{3}x+4 \quad(両辺に\times3)\\
6x+24&=&2x+12\\
6x-2x&=&12-24\\
4x&=&-12\\
x&=&-3\\
\end{eqnarray*}
$y=2x+8$ に $x=-3$ を代入して $y$ を求めます。
\begin{eqnarray*}
y&=&2\times(-3)+8\\
&=&-6+8\\
&=&2
\end{eqnarray*}
これで $x=-3$ , $y=2$ というふうに、解が求められました。じゃあ答えを書きましょう。
$$(-3,2)$$
この問題は「座標を求めよ」といわれているのだから、座標の書きかたで答えるようにしましょう。
(20) 下の2つの直線の交点の座標を求めなさい。
答え
$\left(-\cfrac{5}{3}, \ \cfrac{7}{3}\right)$
2直線の交点の座標は連立方程式の解です。まず、2つの直線の式をグラフから求めます。(ア)(イ)の直線の式はそれぞれ
$$y=\cfrac{2}{5}x+3\qquad{(ア)}$$
$$y=-2x-1\qquad{(イ)}$$
もしわからなかったら、13番と14番の問題で出題した直線なので、それを確認してください。
んで、だからこの問題に答えるには、連立方程式
\begin{eqnarray*}
\left\{
\begin{array}{l}
y=\cfrac{2}{5}x+3\\
y=-2x-1
\end{array}
\right.
\end{eqnarray*}
を解けばいいです。代入法で、
(ア)の式の右辺=(イ)の式の右辺
という式をたてて解いていきましょう。
\begin{eqnarray*}
\cfrac{2}{5}x+3&=&-2x-1\qquad(×5)\\
2x+15&=&-10x-5\\
2x+10x&=&-5-15\\
12x&=&-20\\
x&=&-\cfrac{20}{12}=-\cfrac{5}{3}\\
\end{eqnarray*}
$y=-2x-1$ に $x=-\cfrac{5}{3}$ を代入して $y$ を求めます。
\begin{eqnarray*}
y&=&-2×(-\cfrac{5}{3})-1\\
&=&\cfrac{10}{3}-\cfrac{3}{3}\\
&=&\cfrac{7}{3}\\
\end{eqnarray*}
これで $x=-\cfrac{5}{3}$ , $y=\cfrac{7}{3}$ というふうに、解が求められました。じゃあ答えを書きましょう。
$$\left(-\cfrac{5}{3}, \ \cfrac{7}{3}\right)$$
この問題の答えは整数にはなりません。交点はぴったりとしたカドにはないからです。答えは分数になるはず。そう思って解いていきましょう。
このへんからちょっと難易度があがります。こりゃムリだ、というひとは、(1)番から(20)番までの問題を繰り返して、確実にできるようになりましょう。
しんどいけどやり通す、というひとはここから先へ進みましょう。がんばって!
(21) 右の図で、直線 $l$ , $m$ の式はそれぞれ $y=\cfrac{1}{3}x+2$ , $y=2x-3$ である。直線$l$ と $y$軸との交点を$A$ とし、直線$m$ と $y$軸との交点を$B$ とする。また、直線$l$ と直線$m$ との交点を$P$ とする。このとき、$\triangle PAB$の面積を求めなさい。
答え
$\cfrac{15}{2}$

$P$を通る$AB$の垂線と$AB$との交点を$C$とします。
三角形の面積=底辺×高さ×$\cfrac{1}{2}$ 。底辺を$AB$、高さを$PC$ということにして求めていきましょう。
まず底辺$AB$の長さから。$A$の$y$座標は$y=\cfrac{1}{3}x+2$の切片だから$2$。$B$の$y$座標は$y=2x-3$の切片だから$-3$。だから$AB=5$。
つぎに高さ$PC$。これをだすために$P$の座標を求めます。$P$は直線$l$ と直線$m$との交点だから、直線$l$ と直線$m$を連立させて解きます。
\begin{eqnarray*}
\left\{
\begin{array}{l}
y=\cfrac{1}{3}x+2\\
y=2x-3\\
\end{array}
\right.
\end{eqnarray*}
代入法で、(上の式の右辺)=(下の式の右辺)という式をたてると、
\begin{eqnarray*}
\cfrac{1}{3}x+2&=&2x-3\qquad(×3)\\
x+6&=&6x-9\\
x-6x&=&-9-6\\
-5x&=&-15\\
x&=&3\\
\end{eqnarray*}
$y=2x-3$ に $x=3$ を代入して $y$ を求めます。
\begin{eqnarray*}
y&=&2×3-3\\
&=&6-3\\
&=&3\\
\end{eqnarray*}
これで $P$の座標は$(3,3)$ というふうに求められました。高さ$PC$の長さはこれの$x$座標をみればいいから$PC=3$。
これで底辺と高さがわかりました。面積をだしましょう。
$$5×3×\cfrac{1}{2}=\cfrac{15}{2}$$
(22) 駅から $1200m$ 離れたところに学校がある。Aさんが分速 $50m$ の速さで駅から学校へ歩いた。途中でコンビニによって、そこで買い物をするのに $4$ 分かかり、そのあとはまた同じ速さで学校へ歩いた。下のグラフは、Aさんが進んだようすを表したものである。
Aさんが出発してから $10$ 分後に、Bさんが分速 $75m$ の速さで駅から学校へ自転車で走った。Aさんのグラフに、Bさんが進んだようすをかきくわえなさい。また、BさんがAさんに追いついたのは、Bさんが出発してから何分後か。
答え
$12$ 分後
〈グラフ〉
BさんはAさんが出発してから $10$ 分後に学校を出発したわけですから、点 $(10, \ 0)$ からグラフをはじめます。
グラフをかくときは、目盛りに注意してください。$x$ 軸は $1$ 目盛りが $2$ 分です。$y$ 軸は $1$ 目盛りが $100m$ です。
Bさんの速さは分速 $75m$ なので、$2$ 分で $150m$、$4$ 分で $300m$ 進むことになります。なので、右に $2$ マスいって、上に $3$ マスいくように点をとっていきます。
〈時間〉
$2$ 直線の交点が、BさんがAさんに追いついた地点と時間を表します。なので、追いついたのは、Aさんが出発してから $22$ 分後です。Bさんが出発してからは、$22-10=12$ 分後です。
(23) 図のような直角三角形 $ABC$ で、点 $P$ は辺上を点 $A$ から $C$ を通って $B$ まで動く。点 $P$ が辺上を点 $A$ から $xcm$ 動いたときの $\triangle ABP$ の面積を $ycm^2$ とする。
① 点 $P$ が辺 $AC$ 上にあるとき、$y$ を $x$ の式で表しなさい。また、$x$ の変域をいいなさい。
② 点 $P$ が辺 $CB$ 上にあるとき、$y$ を $x$ の式で表しなさい。また、$x$ の変域をいいなさい。
答え
① $y=3x\qquad (0 \leqq x \leqq 8)$
② $y=-4x+56\qquad (8 \leqq x \leqq 14)$

三角形の面積は、底辺 $\times$ 高さ $\times\cfrac{1}{2}$ です。底辺を $AP$、高さを$BC$ ということにして、$y$ を $x$ で表します。
$P$ が動いた長さが $x$ なので、$AP$ の長さは $x$ です。
$BC$ の長さは $6$ です。
なので、三角形 $y$ の面積は、$y=x\times 6 \times \cfrac{1}{2}=3x$ となります。
〈変域〉
$P$ が $A$ 上にあるときは、$x=0$ です。最小値は $0$ です。$P$ が $C$ 上にきたときは、$x=8$ です。最大値は $8$ です。

底辺を $BP$、高さを$AC$ ということにして、$y$ を $x$ で表します。
$BP$ の長さは、$14-x$ です。$x$ は $P$ が動いてきた長さです。②の図の赤い線が $x$ を表しています。$AC+CB$ から $x$ をひけば、$BP$ になります。なので、$BP=8+6-x=14-x$ です。
$AC$ の長さは $8$ です。
なので、三角形 $y$ の面積は、 \begin{eqnarray*} y&=&(14-x) \times8 \times\cfrac{1}{2} \\ &=&(14-x) \times4\\ &=&56-4x\\ &=&-4x+56 \end{eqnarray*} 〈変域〉
$x$ の変域は、$P$ が $C$ 上にきたときは、$x=8$ です。最小値は $8$ です。$P$ が $B$ 上にきたときは、$x=8+6=14$ です。最大値は $14$ です。
(24) (23)の問題について、$x$ の変域を $0 \leqq x \leqq 14$ とするときの $x$ と $y$ の関係をグラフに表しなさい。また、$\triangle PBC$ の面積が $8cm^2$ となるときの $x$ の値を求めなさい。
答え
$x=\cfrac{8}{3}, \ x=12$
〈グラフ〉
変域が $0 \leqq x \leqq 8$ のときの式は $y=3x$ です。原点を通る直線です。点$(0, \ 0),$ $(8, \ 24)$ をとって定規でむすんでしまいましょう。線は点 $(8, \ 24)$ で終わりにしてください。その先をかいちゃダメです。
変域が $8 \leqq x \leqq 14$ のときの式は $y=-4x+56$ です。直線です。点$(8, \ 32)$ と $(14, \ 0)$ をとって定規でむすんでしまいましょう。$x=14$ のときに面積が $0$ になるはず、と考えて点 $(14, \ 0)$ をとるわけです。
〈面積〉
グラフから、面積 $y$ が $8$ になるのは、$2$ か所あります。$P$ が $y=3x$ 上にあるときと、$y=-4x+56$ 上にあるときの両方で、面積が $8$ になるときがあります。それぞれの式の $y$ に $8$ を代入して $x$ を求めればOKです。
$P$ が $y=3x$ 上にあるとき
\begin{eqnarray*}
8&=&3x\\
x&=&\cfrac{8}{3}
\end{eqnarray*}
$P$ が $y=-4x+56$ 上にあるとき
\begin{eqnarray*}
8&=&-4x+56\\
4x&=&56-8\\
3x&=&48\\
x&=&12
\end{eqnarray*}
(25) 次の表のようなインターネットの月額の料金プランがある。
\begin{array}{c|ccc}
\hline
& 基本料金 & 1分間の使用料 \\
\hline
Aプラン & 0円 & 5円 \\
\hline
Bプラン & 1000円 & 2円 \\
\hline
Cプラン & 0円 & 定額2000円 \\
\hline
\end{array}
① $1$か月に $x$ 分間使用したときの料金を $y$ 円として、それぞれのプランについて、$y$ を $x$ の式で表しなさい。
また、下のグラフは$A$プランを表したものである。このグラフに、$B$プランと$C$プランのグラフをかきくわえなさい。
② $C$ プランを利用するのがもっとも安くなるのは、何分より多く使用した場合か。
答え
①$A$プラン… $y=5x$
$B$プラン… $y=2x+1000$
$C$プラン… $y=2000$
②$500$分
〈グラフ〉
①<式>
$A$プランは$1$分間の使用料が$5$円で基本料金が$0$円なので、
$y=5x$
$B$プランは$1$分間の使用料が$2$円で基本料金が$1000$円なので、
$y=2x+1000$
①$C$プランは定額$2000$円なので、
$y=2000$
<グラフ>
$A$プランは切片が$0$で、$100$分で$500$円かかるグラフです。右に$1$マス進んで、縦に$1$マス進んでいるのを確認しましょう。
$B$プランは切片が$1000$で、$500$分で$1000$円かかるグラフです。右に$5$マス進んで、縦に$2$マス進むグラフをかきましょう。
$C$プランは切片が$2000$の横線になります。
②グラフを見て判断しましょう。$C$プランがもっとも安くなるのは、$x$が$500$のところです。
答え(中2 3章 1次関数 第4回)
(1) $y=ax+b$, 傾き, 変化の割合, $\cfrac{xの増加量\phantom{ }}{yの増加量\phantom{ }}$,
切片($y$ 切片), 右上がり, 右下がり
(2)① $4$
② $-8$
③ $-2$
(3) $y=-3x$
(4) $y=-\cfrac{1}{2}x-4$
(5) $y=\cfrac{1}{3}x+5$
(6) $y=-\cfrac{1}{2}x+1$
(7) $y=-\cfrac{2}{3}x-6$
(8) $y=2x-1$
(9) $y=3x+5$
(10) $y=\cfrac{1}{2}x-2$
(11) ア…$-2$, イ…$0$, ウ…$12$, 式 $y=\cfrac{1}{2}x-3$
(12) $-7 \leqq y \leqq 2$
(13) $y=\cfrac{2}{5}x+3$
(14) $y=-2x-1$
(15) ① $y=-3$ ② $x=-4$
(16) 右上図
(17) $
\left\{
\begin{array}{l}
x=-3\\
y=-4
\end{array}
\right.
$
$2$ 番目の図
(18) $y=-\cfrac{3}{4}x+\cfrac{7}{4}$
(19) $(-3,2)$
(20) $\left(-\cfrac{5}{3}, \ \cfrac{7}{3}\right)$
(21) $\cfrac{15}{2}$
(22) $3$ 番目の図 $12$ 分後
(23) ① $y=3x\qquad (0 \leqq x \leqq 8)$
② $y=-4x+56\qquad (8 \leqq x \leqq 14)$
(24) 右下図 $x=\cfrac{8}{3}, \ x=12$
(25) ①$A$プラン… $y=5x$
$B$プラン… $y=2x+1000$
$C$プラン… $y=2000$
②$500$分