一次関数 $y=ax+b$ において、$x$ の変域が $-2 \le x \le 3$ であるとき、$y$ の変域が $-3 \le y \le 7$ となるような定数 $a$ と $b$ の値を求める問題です。$a$ が正の場合と負の場合に分けて考える必要があります。

代数学一次関数連立方程式一次関数のグラフ変域
2025/5/22

1. 問題の内容

一次関数 y=ax+by=ax+b において、xx の変域が 2x3-2 \le x \le 3 であるとき、yy の変域が 3y7-3 \le y \le 7 となるような定数 aabb の値を求める問題です。aa が正の場合と負の場合に分けて考える必要があります。

2. 解き方の手順

まず、a>0a > 0 の場合を考えます。a>0a > 0 のとき、xx が増加すると yy も増加します。したがって、x=2x = -2 のとき y=3y = -3x=3x = 3 のとき y=7y = 7 となります。このことから、以下の連立方程式が成り立ちます。
3=2a+b -3 = -2a + b
7=3a+b 7 = 3a + b
この連立方程式を解きます。2番目の式から1番目の式を引くと、
10=5a10 = 5a
a=2a = 2
これを1番目の式に代入すると、
3=2(2)+b -3 = -2(2) + b
3=4+b -3 = -4 + b
b=1b = 1
したがって、a>0a > 0 の場合、a=2a = 2, b=1b = 1 となります。
次に、a<0a < 0 の場合を考えます。a<0a < 0 のとき、xx が増加すると yy は減少します。したがって、x=2x = -2 のとき y=7y = 7x=3x = 3 のとき y=3y = -3 となります。このことから、以下の連立方程式が成り立ちます。
7=2a+b 7 = -2a + b
3=3a+b -3 = 3a + b
この連立方程式を解きます。1番目の式から2番目の式を引くと、
10=5a10 = -5a
a=2a = -2
これを1番目の式に代入すると、
7=2(2)+b7 = -2(-2) + b
7=4+b7 = 4 + b
b=3b = 3
したがって、a<0a < 0 の場合、a=2a = -2, b=3b = 3 となります。

3. 最終的な答え

a>0a > 0 のとき、a=2a = 2, b=1b = 1
a<0a < 0 のとき、a=2a = -2, b=3b = 3

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