傾きと切片の形
y = mx + b は直線の書き方としてもっとも役に立ちます。二つの数のそれぞれが、目に見えることをちょうど一つだけするからです。動かして、どちらが何をするか見てください。
最終更新
同じ直線の方程式には書き方がいくつもありますが、すらすら使えるようになる価値が あるのは y = mx + b です。より正しいからではなく、見えるからで す。この式に出てくる二つの数は、誰かが直線を描いてくれたときにあなたが気づくで あろう二つのこと、つまりどれだけ急か、どのあたりにあるかに対応しています。
スライダーを動かしてください。それぞれが何を変えるかと、もっと大事なこととして、 何をそのままにするかを見てください。
m を動かすと直線は点を軸に傾きます。b を動かすと直線全体が上下に動きます。
m は傾き、b は高さ
まず b をドラッグしてください。直線はまっすぐ上下に動き、急さをそのまま保ち ます。b は x が 0 のときの y の値だからです。y = mx + b に 0 を入れ ると最初の項が消え、y = b が残ります。つまり b は直線が y 軸と交わ る高さで、これが「y 切片」の意味です。図の丸がそれです。
次に m をドラッグしてください。直線はその丸を軸に回り、決してそこを離れませ ん。m を変えても x = 0 での値は変わらないからです。
図の破線の階段が、m の意味です。切片から出発して右に一歩進むと、m がどれだけ 上(または下)に着くかを教えてくれます。m = rise/run。m = 2 なら右 に一つ、上に二つ。m = 1/2 なら右に一つ、上に半分。m を負にすれば階 段は下りになります。「傾きが負なら下り坂」という言い方の中身はこれだけです。
m を 0 にすると x の項はまるごと消え、高さ b の水平な直線になります。
グラフから読み取る
m と b が独立に働くので、逆向きにもできます。直線が与えられたら、
- y 軸と交わる場所を探します。その数が b です。
- その交点から横に一つ数え、直線の上に戻るためにどれだけ上か下に行く必要がある かを見ます。それが m です。
読んでみる直線です。
数えて扱いにくい数になったら、もっと先まで数えてください。横に二つ進んで 三つ上がっているなら m = 3/2 です。傾きは分数であり、分数のまま にしておくほうが四捨五入より正確です。上のスライダーが 1/2 と表示 し、0.5 とは決して表示しないのはこのためです。
この形に直す
たいていの方程式は、はじめからこの形では来ません。そこへ持っていくのは二手で す。y をひとつだけ残し、それから残りを整えます。
最後の行を読んでください。y = -2/3x+2。つまりこの直線は 3 分の 2 の傾きで下り、y 軸を 2 で通ります。どちらも元の式では見えていませんでした。変形 する値打ちはまるごとそこにあります。
分数が分数のままであることに注目してください。-2/3 を小数にすると -0.6666… で、これは傾きではなく、傾きを丸めたものです。その数から 描いた直線では、遠くへ行くほど誤差が育ちます。
一問やってみる
これを自分で変形してください。必要なだけ行を書いてかまいません。一行ごとに確か められます。
これが速くできるようになれば、同じ二手で出される直線はすべて片づきます。分数が 面倒な場所に出てくるものも含めて、です。
よくある質問
- 傾きと切片の形とは何ですか。
- 直線を y = mx + b と書いた形で、m が傾き、b が y 切片です。同じ直線のほかの書き方に対する利点は、二つの数がそのまま読み取れることです。直線がどれだけ急なのか、y 軸のどこを通るのかを知るために、何も計算する必要がありません。
- m と b は実際に何をしますか。
- m が傾きの度合いを、b が高さを決めます。m を変えると、直線は y 軸と交わる点を中心に回ります。b を変えると、急さはそのままで直線全体が上下にずれます。二つが独立に働くので、グラフをどちらの向きにも読めます。方程式から絵へ、絵から方程式へ、どちらもできます。
- 方程式をこの形に直すにはどうしますか。
- まず y を片側にひとつだけ残し、それから反対側を整えます。y でない項をすべて向こうへ移し、それから y にかかっている数で割ります。結果は y =(何か)x +(何か)となり、その二つの「何か」が m と b です。
- 傾きが負だとどう見えますか。
- 左から右へ下がっていきます。傾きが正なら右に進むほど上がり、負なら下がり、0 なら高さ b の水平な直線になります。最初に確かめるものとしてもっとも役に立つのは m の符号です。ありうる答えの半分をその場で除けるからです。
- なぜ垂直な直線は y = mx + b と書けないのですか。
- 垂直な直線ではどの y に対しても x が同じで、そもそも x を y に変える規則になっていないからです。そして傾きは 0 での割り算になってしまいます。垂直な直線は代わりに x = c と書きます。これがこの形で扱えない唯一の場合で、だからこそ一般形の書き方が今も残っているのです。
次は自分の手で、本気で
他人の計算を読むことと、自分で解けることは別です。Coddy の数学コースは一手ごとに正しさを確認するボードで進めるので、今の実力がはっきり分かります。
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