変化の割合の求め方とは|一次関数・二次関数の傾きを導く公式を解説

変化の割合 建築士の基礎教養
  • 変化の割合ってなに?
  • 一次関数での求め方が知りたい。
  • 簡単に答えが出せる公式はある?

こんな疑問に答えます。

本記事では、変化の割合の求め方についてわかりやすく解説。

公式を理解して例題を読むことで、変化の割合の計算方法を理解することができます。

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理数系の基礎教養をやさしく解説します。ご参考までにどうぞ。

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変化の割合とは

変化の割合とは、ある変数が変わるとき、もう一つの変数がどれだけ変わるかを示すものです。

具体的には、xの変化量に対するyの変化量の比率を示します。

  • 変数:値が変わる数
  • 変化量:2つの値の差

「xの値の変化に対して、yの値がどれくらいの割合で変化したか」を表す値。

 

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変化の割合を示す公式

変化の割合を示す公式は以下のとおり。

変化の割合=yの増加量÷xの増加量
yの増加量:2点間のyの値の差
xの増加量:2点間のxの値の差

この公式を使えば、グラフ上の任意の2点間の変化の割合を求めることができます。

 

一次関数における変化の割合を解説

一次関数における変化の割合は、公式「y=ax+b」の傾きaです。

変化の割合_一次関数

aは傾き、bは切片(せっぺん)といいます。

一次関数の傾きaは「yの増加量÷xの増加量」で算定。変化の割合の求め方と同じです。

変化の割合=一次関数の傾き

 

例題1

座標A(1, 2)、B(3, 6)がある場合

1. yの増加量 = 6 – 2 = 4
2. xの増加量 = 3 – 1 = 2

変化の割合 = 4 ÷ 2 = 2

したがって、この2点間の変化の割合は2です。

 

例題2

1次関数y=3x+2で、xの値が1から4まで増加したときの変化の割合を求めてみましょう。

xの増加量

xは1から4まで増加するので「xの増加量=4-1=3」。

yの増加量

x=1のとき、y=3×1+2=5

x=4のとき、y=3×4+2=14

yは5から14まで増加するので「yの増加量=14-5=9」。

変化の割合_一次関数_例題2

変化の割合は「yの増加量/xの増加量」。

よって、「変化の割合=9/3=3」となりますね。

 

二次関数の変化の割合

二次関数の基本形は以下のとおり。

y=ax^2+bx+c

この式のグラフは、頂点を中心に左右対称な形をした放物線となります。

二次関数の変化の割合を求めるには、「微分」が必要。

微分とは、ある関数の傾きを求めることです。

二次関数の微分は、y’=2ax+b。

y’はyの微分、xは独立変数、a,b,cは定数ですね。

二次関数の変化の割合は、微分の式y’=2ax+bの値になります。

この値が大きいほど、関数の傾きが急に。

小さくなるほど、関数の傾きが緩やかになります。

 

まとめ

変化の割合を理解し、計算することは、関数やグラフを読み解く上で非常に重要です。

公式を使って、2点間の変化の割合を計算することが可能。

「変化の割合=yの増加量÷xの増加量」の公式を覚えておけば、多くの問題をスムーズに解くことができます。

 

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