x,yの計算は関数の式に代入!代入が成り立つ根拠を徹底解説【関数の基本】

「\(x\)、\(y\)、どうやって計算したらいいんだっけ?」
そんなこと思ったことないですか?

関数で\(x\)や\(y\)の値を計算したいときは、基本的に関数の式を使います
これは、どんな関数であっても共通です。

この記事では、関数の式を使って\(x\)、\(y\)を計算する基本の考え方を、例を通してわかりやすく整理します。

この記事でわかること
  • 関数の式から\(x,y\)を求める方法
  • 関数の式から\(x,y\)を求める方法がすべての関数で同じであること

目次

どうやって関数の式から\(x,y\)を計算したらいい?

\(x,y\)は関数の式に代入して計算する

  • 関数の式に\(x\)の値を代入
    ⇒\(y\)の値がわかる
  • 関数の式に\(y\)の値を代入
    ⇒\(x\)の値がわかる

なぜ代入で\(x,y\)を求められるのか?

関数は\(x\)と\(y\)の関係を決める「ルール」

関数の定義は、「\(x\)を一つ決めると\(y\)がただ一つに決まる対応関係」のことです。
このルールが崩れることは絶対にありません。

関数の式は、そのルールを文字で表したもの

\(y=2x\)のように、ルール(関数)を計算できる形にしたものが関数の式です。
これは\(x\)と\(y\)が常に守らなければならない等式を表しています。

ルールに従う\(x, y\)は、式に代入すると必ず等式が成立する

関数のルールに従っている\(x\)と\(y\)のペアは、その式の「正しい仲間」です。
だから、式に代入すると左辺と右辺が等しくなり、等式がぴったり成り立ちます。

\(x\)と\(y\)のペア代入結果成立or不成立説明
\(x=3,y=6\)\(6=2\times 3\)
\(6=6\)
成立このペアはルールに従っている
\(x=3,y=5\)\(5=2\times 3\)
\(5=6\)
不成立このペアはルールに従っていない

だから、代入すると\(x,y\)を求められる

わかっている値を代入することで、残りの文字を「等式を成り立たせる値」として計算することができます。
この求められた値こそが、関数というルールが定めた正しい相棒の値なのです。


ここまで比例の式を例に解説しました。
関数が変わっても関数と関数の式の関係は変わらないので、どんな関数でも、関数の式に\(xかy\)を代入すると、もう片方の文字の値が求められます。

x・yの計算を例題で考えてみよう

例題1(\(y\)の求め方)

関数\(y=-2x\)で\(x=-2\)のときの\(y\)の値は?

【解説】

関数の式\(y=-2x\)に\(x=-2\)を代入する。

\[y=-2 \times ( -2)=4\]


例題2(\(x\)の求め方)

関数\(\displaystyle y=- \frac{1}{2} x\)で\(y=4\)のときの\(x\)の値は?

【解説】

関数の式\(\displaystyle y=- \frac{1}{2} x\)に\(y=4\)を代入する。

\[\displaystyle 4=- \frac{1}{2} x\]
\[\displaystyle – \frac{1}{2} x=4\]
\[x=-8\]


例題3(与えられた条件が文字の場合)

関数\(y=3x\)で\(x=a\)のときの\(y\)の値は?

【解説】

関数の式\(y=3x\)に\(x=a\)を代入する。

\[y=3a\]

複雑な問題を解くときに、文字でおいて考えることがあります。

関数の式からx,yを求める方法のまとめ

今回の記事のまとめは、次の通りです。

  • \(x,y\)を求めたいときは、わかっている方の値を関数の式に代入する
  • どんな関数でも、値の求め方は同じ

今回の記事はここまでです。
関数を習うごとに、\(x,y\)の求め方の演習をするので別のもののように思ってしまいますが、求め方はすべて同じです。
すべての関数に共通と思って取り組むと、学習の負担が減るので、意識して取り組んでみてください。

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