数学 中2 3章 $1$ 次関数 第5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 $y=-\cfrac{1}{3}x-1$ について、 $x$ の値が $-2$ 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 $3$
② $-1$
③ $-\cfrac{1}{3}$
① $x$ の増加量をきかれたときは、問題の「 $x$ の値が $-2$ 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。$-2$ が $1$ になったわけだから、$3$ 増えましたよね? だから $3$ 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 $y=-\cfrac{1}{3}x-1$ の $-\cfrac{1}{3}$ 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 $-\cfrac{1}{3} \times 3 = -1$ 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 $-1$ で、点$(-2,4)$を通る直線の式を求めなさい。
答え
$y=-x+2$
「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。
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 $a=-1$ です。これを $y=ax+b$ に代入します。すると
$$y=-x+b$$
となります。あと、「点$(-2,4)$を通る」というのは、$x=-2$ のとき $y=4$ という意味です。これをこの $y=-x+b$ に代入して、 $b$ を求めます。
\begin{eqnarray*}
4&=&-(-2)+b\\
4&=&2+b\\
4-2&=&b\\
2&=&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 $a=-1$ , $b=2$ 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。
$$y=-x+2$$
(4) 傾きが $\cfrac{2}{3}$ で、 $x=-6$ のとき $y=1$ となる1次関数の式を求めなさい。
答え
$y=\cfrac{2}{3}x+5$
「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。
傾きというのは $a$ のことです。だから $a=\cfrac{2}{3}$ です。これを $y=ax+b$ に代入します。すると
$$y=\cfrac{2}{3}x+b$$
となります。 $x=-6$ , $y=1$ をこの $y=\cfrac{2}{3}x+b$ に代入して、 $b$ を求めます。
\begin{eqnarray*}
1&=&\cfrac{2}{3}×(-6)+b\\
1&=&-4+b\\
1+4&=&b\\
5&=&b
\end{eqnarray*}
これで $a=\cfrac{2}{3}$ , $b=5$ 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。
$$y=\cfrac{2}{3}x+5$$
(5) \(\cfrac{yの増加量\phantom{増加}}{xの増加量\phantom{増加}}\) が $-\cfrac{2}{3}$ で、点 $(-6,5)$ を通る1次関数の式を求めなさい。
答え
$y=-\cfrac{2}{3}x+1$
「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。
\(\cfrac{yの増加量\phantom{増加}}{xの増加量\phantom{増加}}\)というのは1次関数のときは $a$ のことです。だから $a=-\cfrac{2}{3}$ です。これを $y=ax+b$ に代入します。すると
$$y=-\cfrac{2}{3}x+b$$
となります。 $x=-6$ , $y=5$ をこの $y=-\cfrac{2}{3}x+b$ に代入して、 $b$ を求めます。
\begin{eqnarray*}
5&=&-\cfrac{2}{3}×(-6)+b\\
5&=&4+b\\
5-4&=&b\\
1&=&b
\end{eqnarray*}
これで $a=-\cfrac{2}{3}$ , $b=1$ 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。
$$y=-\cfrac{2}{3}x+1$$
(6) $x$ の値が $4$ 増加すると $y$ の値が $3$ 減少し、$x=8$ のとき $y=-2$ となる直線の式を求めなさい。
答え
$y=-\cfrac{3}{4}x+4$
「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。
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 $a=\cfrac{-3}{4}=-\cfrac{3}{4}$ となります。これを $y=ax+b$ に代入すると
$$y=-\cfrac{3}{4}x+b$$
となります。 $x=8$ , $y=-2$ をこの $y=-\cfrac{3}{4}x+b$ に代入して、 $b$ を求めます。
\begin{eqnarray*}
-2&=&-\cfrac{3}{4}×8+b\\
-2&=&-6+b\\
-2+6&=&b\\
4&=&b
\end{eqnarray*}
これで $a=-\cfrac{3}{4}$ , $b=4$ 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。
$$y=-\cfrac{3}{4}x+4$$
(7) 直線 $y=-2x+3$ に平行で、点$(2,5)$ を通る直線の式を求めなさい。
答え
$y=-2x+9$
「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。$y=-2x+3$ に平行ということは、求めたい直線の傾きは $-2$ だということになります。つまり $a=-2$ です。これを $y=ax+b$ に代入すると
$$y=-2x+b$$
となります。 $x=2$ , $y=5$ をこの $y=-2x+b$ に代入して、 $b$ を求めます。
\begin{eqnarray*}
5&=&-2×2+b\\
5&=&-4+b\\
5+4&=&b\\
9&=&b
\end{eqnarray*}
これで $a=-2$ , $b=9$ 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。
$$y=-2x+9$$
(8) $y$ 切片が $-3$ で、点$(1,-4)$ を通る1次関数の式を求めなさい。
答え
$y=-x-3$
「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 $b=-3$ です。これを $y=ax+b$ に代入します。すると
$$y=ax-3$$
となります。 $x=1$ , $y=-4$ をこの $y=ax-3$ に代入して、 $a$ を求めます。
\begin{eqnarray*}
-4&=&a-3\\
-4+3&=&a\\
-1&=&a\\
\end{eqnarray*}
これで $a=-1$ , $b=-3$ 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。
$$y=-x-3$$
(9) 2点$(-1,-6),(1,0)$ を通る直線の式を求めなさい。
答え
$y=3x-3$
「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 $(-1,-6),(1,0)$ 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{0-(-6)}{1-(-1)}\\
&=&\cfrac{6}{2}\\
&=&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、 $(-1,-6),(1,0)$ 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、 $(1,0)$ のほうをいれてみましょう。
\begin{eqnarray*}
0&=&3×1+b\\
0&=&3+b\\
-3&=&b
\end{eqnarray*}
これで $a=3$ , $b=-3$ 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。
$$y=3x-3$$
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 $y=-4$ で、$x=4$ のとき $y=-1$ となる1次関数の式を求めなさい。
答え
$y=\cfrac{1}{2}x-3$
「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 $x=-2,y=-4$ を代入すると
$$-4=-2a+b$$
$y=ax+b$ に $x=4,y=-1$ を代入すると
$$-1=4a+b$$
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 $-4=-2a+b$ に代入して $b$ を求めます。
\begin{eqnarray*}
-4&=&-2×\cfrac{1}{2}+b\\
-4&=&-1+b\\
-4+1&=&b\\
-3&=&b
\end{eqnarray*}
これで $a=\cfrac{1}{2}$ , $b=-3$ 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。
$$y=\cfrac{1}{2}x-3$$
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 & -2 & イ & 1 & 5 \\
\hline
y & 0 & ア & -4 & -5 & ウ \\
\hline
\end{array}
答え
ア…$-2$, イ…$0$, ウ…$-9$, 式 $y=-x-4$
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 $y=0$, $x=1$ のとき $y=-5$ 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。$(-4, 0), (1, -5)$ 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、
$\quad a=\cfrac{-5-0}{1-(-4)}=\cfrac{-5}{5}=-1$
$y=-x+b$ に $(-4, 0)$ を代入して、
\begin{eqnarray*}
0&=&-(-4)+b\\
0&=&4+b\\
-4&=&b
\end{eqnarray*}
これで、式は $y=-x-4$ 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 $x=-2$ のときの $y$ の値のことだから、
\begin{eqnarray*}
y&=&-(-2)-4\\
&=&2-4\\
&=&-2
\end{eqnarray*}
イは $y=-4$ のときの $x$ の値のことだから、この式の切片なので、
\begin{eqnarray*}
x=0
\end{eqnarray*}
ウは $x=5$ のときの $y$ の値のことだから、
\begin{eqnarray*}
y&=&-5-4\\
&=&-9
\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…$-9$, 式 $y=-x-4$
(12) 1次関数 $y=-\cfrac{2}{3}x+3$ について、$x$ の変域が $-6 \leqq x \leqq 12$ のとき、$y$ の変域を求めなさい。
答え
$-5 \leqq y \leqq 7$
「$x$ 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、 $-6 \leqq x \leqq 12$ の $-6$ と $12$ をそれぞれ問題の $y=-\cfrac{2}{3}x+3$ の $x$ に代入してえられる数です。じゃあまず、 $x=-6$ を $y=-\cfrac{2}{3}x+3$ に代入します。 \begin{eqnarray*} y&=&-\cfrac{2}{3}×(-6)+3\\ &=&4+3\\ &=&7\\ \end{eqnarray*} 次に、 $x=12$ を $y=-\cfrac{2}{3}x+3$ に代入します。 \begin{eqnarray*} y&=&-\cfrac{2}{3}×12+3\\ &=&-8+3\\ &=&-5\\ \end{eqnarray*} これで、$7$ と $-5$ 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。 $$-5 \leqq y \leqq 7$$ 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
$y=-3x+3$
「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$-3$ 歩いっています。傾き $a=\cfrac{縦}{右}$ だから、
$$a=\cfrac{-3}{1}=-3$$
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 $a=-3$ , $b=3$ 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。
$$y=-3x+3$$
(14) 下の直線の式を求めなさい。
答え
$y=-\cfrac{2}{3}x-1$
「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$3$歩いって縦に$-2$ 歩いっています。傾き $a=\cfrac{縦}{右}$ だから、
$$a=\cfrac{-2}{3}=-\cfrac{2}{3}$$
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 $a=-\cfrac{2}{3}$ , $b=-1$ 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。
$$y=-\cfrac{2}{3}x-1$$
(15) 下の①,②の直線の式を求めなさい。
答え
① $y=3$ ② $x=1$
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 $1$ を通っていて、$y$ 軸に平行な直線だから、答えは
$$x=1$$
(16) 次の1次関数のグラフをかきなさい。
① $y=2x-2$
② $x+2y=4$
答え
① 傾きが $2$ で切片が $-2$ 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+2y&=&4\\
2y&=&-x+4\\
y&=&\cfrac{-1}{2}x+\cfrac{4}{2}\\
y&=&-\cfrac{1}{2}x+2
\end{eqnarray*}
これで傾きが $-\cfrac{1}{2}$ で切片が $2$ 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=-12\\
4x+3y=-6
\end{array}
\right.
\end{eqnarray*}
答え
\begin{eqnarray*}
\left\{
\begin{array}{l}
x=-3\\
y=2
\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&=&-12\\
-3y&=&-2x-12\\
3y&=&2x+12\\
y&=&\cfrac{2}{3}x+\cfrac{12}{3}\\
y&=&\cfrac{2}{3}x+4
\end{eqnarray*}
\begin{eqnarray*}
4x+3y&=&-6\\
3y&=&-4x-6\\
y&=&-\cfrac{4}{3}x-\cfrac{6}{3}\\
y&=&-\cfrac{4}{3}x-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$(-3, \ 2)$ ですね。$x=-3, \ y=2$ が解です。
(18) 下の直線の式を求めなさい。
答え
$y=\cfrac{2}{3}x-\cfrac{5}{3}$
「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$3$歩いって縦に$2$ 歩いっています。傾き $a=\cfrac{縦}{右}$ だから、
$$a=\cfrac{2}{3}$$
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、$y=-\cfrac{2}{3}x+b$ に代入して $b$ を求めます。
\begin{eqnarray*}
-1&=&\cfrac{2}{3}×1+b\\
-1&=&\cfrac{2}{3}+b\\
-1-\cfrac{2}{3}&=&b\\
-\cfrac{3}{3}-\cfrac{2}{3}&=&b\\
-\cfrac{5}{3}&=&b
\end{eqnarray*}
これで $a=\cfrac{2}{3}$ , $b=-\cfrac{5}{3}$ 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。
$$y=\cfrac{2}{3}x-\cfrac{5}{3}$$
今回は点$(1,-1)$ を代入して $b$ を求めたけれど、$(4,1)$でも$(-5,-5)$でもどこでもいいです。どこをいれても $b=-\cfrac{5}{3}$ になります。
(19) 2つの直線 $y=-x-2$ と $y=\cfrac{1}{2}x+1$ の交点の座標を求めなさい。
答え
$(-2,0)$
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=-x-2\\
y=\cfrac{1}{2}x+1
\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*}
-x-2&=&\cfrac{1}{2}x+1 \quad(両辺に\times2)\\
-2x-4&=&x+2\\
-2x-x&=&2+4\\
-3x&=&6\\
x&=&-2\\
\end{eqnarray*}
$y=-x-2$ に $x=-2$ を代入して $y$ を求めます。
\begin{eqnarray*}
y&=&-(-2)-2\\
&=&2-2\\
&=&0
\end{eqnarray*}
これで $x=-2$ , $y=0$ 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。
$$(-2,0)$$
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
$\left(\cfrac{12}{7}, \ -\cfrac{15}{7}\right)$
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
$$y=-3x+3\qquad{(ア)}$$
$$y=-\cfrac{2}{3}x-1\qquad{(イ)}$$
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=-3x+3\\
y=-\cfrac{2}{3}x-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*}
-3x+3&=&-\cfrac{2}{3}x-1\qquad(×3)\\
-9x+9&=&-2x-3\\
-9x+2x&=&-3-9\\
-7x&=&-12\\
x&=&\cfrac{12}{7}
\end{eqnarray*}
$y=-3x+3$ に $x=\cfrac{12}{7}$ を代入して $y$ を求めます。
\begin{eqnarray*}
y&=&-3×\cfrac{12}{7}+3\\
&=&-\cfrac{36}{7}+\cfrac{21}{7}\\
&=-&\cfrac{15}{7}
\end{eqnarray*}
これで $x=\cfrac{12}{7}$ , $y=-\cfrac{15}{7}$ 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。
$$\left(\cfrac{12}{7}, \ -\cfrac{15}{7}\right)$$
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 $y=2x+3$ , $y=x-1$ 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
$8$
$P$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$y=2x+3$の切片だから$3$。$B$の$y$座標は$y=x-1$の切片だから$-1$。だから$AB=4$。
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$l$ の式と直線$m$の式を連立させて解きます。
\begin{eqnarray*}
\left\{
\begin{array}{l}
y=2x+3\\
y=x-1\\
\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*}
2x+3&=&x-1\\
2x-x&=&-1-3\\
x&=&-4\\
\end{eqnarray*}
$y=2x+3$ に $x=-4$ を代入して $y$ を求めます。
\begin{eqnarray*}
y&=&2×(-4)+3\\
&=&-8+3\\
&=&-5\\
\end{eqnarray*}
これで $P$の座標は$(-4,-5)$ 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$PC=4$。
これで底辺と高さがわかりました。面積をだしましょう。
$$4×4×\cfrac{1}{2}=8$$
(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 $8$ 分後に、Bさんが分速 $75m$ の速さで学校から駅へ自転車で走った。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さんとすれちがったのは、Bさんが出発してから何分後か。
答え
$8$ 分後
〈グラフ〉
BさんはAさんが出発してから $8$ 分後に学校を出発したわけですから、点 $(8, \ 1200)$ 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、下に $3$ 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さんとすれちがった地点と時間を表します。なので、すれちがったのは、Aさんが出発してから $16$ 分後です。Bさんが出発してからは、$16-8=8$ 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 $y=\cfrac{3}{2}x\qquad (0 \leqq x \leqq 4)$
② $y=-2x+14\qquad (4 \leqq x \leqq 7)$
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 $3$ です。
なので、三角形 $y$ の面積は、$y=x\times 3 \times \cfrac{1}{2}=\cfrac{3}{2}x$ 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、$x=4$ です。最大値は $4$ です。
②〈式〉
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、$7-x$ 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、$BP=4+3-x=7-x$ です。
$AC$ の長さは $4$ です。
なので、三角形 $y$ の面積は、 \begin{eqnarray*} y&=&(7-x) \times4 \times\cfrac{1}{2} \\ &=&(7-x) \times2\\ &=&14-2x\\ &=&-2x+14 \end{eqnarray*} 〈変域〉
$x$ の変域は、$P$ が $C$ 上にきたときは、$x=4$ です。最小値は $4$ です。$P$ が $B$ 上にきたときは、$x=4+3=7$ です。最大値は $7$ です。
(24) (23)の問題について、$x$ の変域を $0 \leqq x \leqq 7$ 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 $3cm^2$ となるときの $x$ の値を求めなさい。
答え
$x=2, \ x=\cfrac{11}{2}$
〈グラフ〉
変域が $0 \leqq x \leqq 4$ のときの式は $y=\cfrac{3}{2}x$ です。原点を通る直線です。点$(0, \ 0),$ $(4, \ 6)$ をとって定規でむすんでしまいましょう。線は点 $(4, \ 6)$ 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 $4 \leqq x \leqq 7$ のときの式は $y=-2x+14$ です。直線です。点$(4, \ 6)$ と $(7, \ 0)$ をとって定規でむすんでしまいましょう。$x=7$ のときに面積が $0$ になるはず、と考えて点 $(7, \ 0)$ をとるわけです。
〈面積〉
グラフから、面積 $y$ が $3$ になるのは、$2$ か所あります。$P$ が $y=\cfrac{3}{2}x$ 上にあるときと、$y=-2x+14$ 上にあるときの両方で、面積が $3$ になるときがあります。それぞれの式の $y$ に $3$ 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*}
3&=&\cfrac{3}{2}x\qquad(\times2)\\
6&=&3x\\
x&=&2
\end{eqnarray*}
$P$ が $y=-2x+14$ 上にあるとき
\begin{eqnarray*}
3&=&-2x+14\\
2x&=&14-3\\
2x&=&11\\
x&=&\cfrac{11}{2}
\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 & 1500円 & 3円 \\
\hline
Cプラン & 0円 & 定額3000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… $y=3x+1500$
$C$プラン… $y=3000$
②$600$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$3$円で基本料金が$1500$円なので、
$y=3x+1500$
①$C$プランは定額$3000$円なので、
$y=3000$
<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$1500$で、$500$分で$1500$円かかるグラフです。右に$5$マス進んで、縦に$3$マス進むグラフをかきましょう。
$C$プランは切片が$3000$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$600$のところです。
答え(中2 3章 1次関数 第5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 $3$
② $-1$
③ $-\cfrac{1}{3}$
(3) $y=-x+2$
(4) $y=\cfrac{2}{3}x+5$
(5) $y=-\cfrac{2}{3}x+1$
(6) $y=-\cfrac{3}{4}x+4$
(7) $y=-2x+9$
(8) $y=-x-3$
(9) $y=3x-3$
(10) $y=\cfrac{1}{2}x-3$
(11) ア…$-2$, イ…$0$, ウ…$-9$, 式 $y=-x-4$
(12) $-5 \leqq y \leqq 7$
(13) $y=-3x+3$
(14) $y=-\cfrac{2}{3}x-1$
(15) ① $y=3$ ② $x=1$
(16) 右上図
(17) $
\left\{
\begin{array}{l}
x=-3\\
y=2
\end{array}
\right.
$
$2$ 番目の図
(18) $y=\cfrac{2}{3}x-\cfrac{5}{3}$
(19) $(-2,0)$
(20) $\left(\cfrac{12}{7}, \ -\cfrac{15}{7}\right)$
(21) $8$
(22) $3$ 番目の図 $8$ 分後
(23) ① $y=\cfrac{3}{2}x\qquad (0 \leqq x \leqq 4)$
② $y=-2x+14\qquad (4 \leqq x \leqq 7)$
(24) 右下図 $x=2, \ x=\cfrac{11}{2}$
(25) ①$A$プラン… $y=5x$
$B$プラン… $y=3x+1500$
$C$プラン… $y=3000$
②$600$分