解説 1 /全8

関数ってなに?

x を決めると、y が決まる。
それって、どういうこと?

ぼくは まるくん。小学校では ○ だったんだ。□ と ○ の式、おぼえてる? □ が変わると ○ も変わったよね。中学校では、□ が x、○ が y になるよ。

1. ともなって変わる2つの量

からっぽの水そうに、1分間に 2 L ずつ水を入れていくよ。

時間がたつと、水の量はどうなるかな。時間を x 分、水の量を y L として、表にしてみよう。下の「▶ 動かす」を押してね。

水を入れる時間と水の量の表時間 x(分)012345水の量 y(L)0246810+2+2+2+2
  1. x=0(入れはじめ)のとき、水はまだない。y=0。
  2. 1分たつと 2 L。x=1 のとき y=2。
  3. 2分で 4 L、3分で 6 L、4分で 8 L。1分ごとに 2 L ずつ増えていくね。
  4. x=5 のとき y=10。x を決めると、y がただ1つに決まる。

予想x=5 のとき、y はいくつになる?

発見時間 x を決めると、水の量 y がただ1つに決まる。x が変わると、y もそれにつれて変わる。

このように、一方が変わると、それにつれてもう一方も変わる2つの量を、ともなって変わる量というよ。

2. 「ただ1つに決まる」が大事

ともなって変わる2つの量でも、x を決めても y が1つに決まらないことがある。次の問いで考えてみよう。

予想次のうち、「y は x の関数である」といえるのはどれ?

1個 50 円のあめを x 個買ったときの代金 y 円は、x を決めると y が1つに決まる(3個なら 150 円、4個なら 200 円)。

でも、身長が同じ 150 cm の人でも、体重はいろいろだね。身長 x cm を決めても、体重 y kg はただ1つには決まらない。

ポイントx の値を決めると、それに対応する y の値がただ1つ決まるとき、「y は x の関数である」という。

「関数」という名前は、この「x を決めると y がただ1つ決まる」関係につけた名前だよ。式で書けるかどうかは、関係ないんだ。表や決まりで y がただ1つに決まれば、それは関数だよ。

3. 変数と変域

水そうの例の x や y のように、いろいろな値をとる文字を変数というよ。

水そうには、20 L までしか入らないとする。水を入れはじめてから、水そうがいっぱいになるまでの時間 x 分は、どんな値をとれるかな。

予想水そうには 20 L まで入る。1分間に 2 L ずつ入れるとき、時間 x は何分から何分まで?

1分間に 2 L ずつだから、いっぱいになるのは 20÷2=10 で、10 分後。水を入れはじめたときが x=0 だから、x がとれる値は 0 から 10 までだね。

変数のとりうる値の範囲を、その変数の変域というよ。変域は、不等号を使って表す。

言葉 不等号で書くと
x は 0 以上 10 以下 0≦x≦10
x は 0 より大きく 10 以下 0<x≦10
x は 2 以上 5 未満 2≦x<5

「≦」は、その数もふくむ(以上・以下)。「<」は、その数をふくまない(より大きい・未満)。

x の変域が 0≦x≦10 なら、y は 0 から 20 まで。y の変域は 0≦y≦20 になるね。

まとめ

  • 一方が変わるとそれにつれてもう一方も変わる2つの量を、ともなって変わる量という。
  • x を決めると y がただ1つ決まるとき、y は x の関数であるという。
  • いろいろな値をとる文字を変数、変数のとりうる値の範囲を変域という。変域は 0≦x≦10 のように不等号で表す。

どう考えた?

「y は x の関数である」とは、どういうことかな。身のまわりの例を1つあげて、説明してみよう。

説明の例を見る

たとえば、1冊 120 円のノートを x 冊買うときの代金を y 円とする。x を決めると、y=120×x で代金がただ1つに決まるから、y は x の関数である。反対に、「年れい x 才の人の身長 y cm」は、同じ年れいでも身長はいろいろなので、y は x の関数ではない。

数学ではどう考える?

数学では、関数を次のように考えるよ。

  • 2つの変数 x、y があって、x の値を決めると、それに対応して y の値がただ1つ決まるとき、y は x の関数であるという。
  • 大事なのは「ただ1つ」。同じ x に対して y が2つ以上あると、関数とはいえない。反対に、ちがう x に同じ y が対応するのはかまわない(たとえば、どの x でも y=5 という関係も関数)。
  • 関数は、式で表せなくてもよい。郵便料金(重さを決めると料金が1つに決まる)のように、表や決まりで y がただ1つ決まれば関数だよ。この単元では、式で表せる関数のうち、比例と反比例を中心に学ぶ。

次は、比例・反比例の問題をいつも同じ順番で解く「7つの段階」を見ていこう。出発点は「y=ax とおく」ことだよ。

この解説で、できるようになったこと

  • ともなって変わる2つの量を見つけ、「y は x の関数か」を判断できる
  • 変数・変域の意味を、例を使って説明できる
  • x の変域を不等号で表せる

問題で確かめよう

前の単元・次の単元

  1. 前に学ぶ単元文字の式 準備中
  2. いまの単元比例と反比例(中1)
  3. 次に学ぶ単元1次関数

関連する単元

分野のつながりは ④関数 のページで見られるよ。