2026年1月19日月曜日

関数には、1次関数、 2次関数、 指数関数などありますが、「分数関数」 これは一体なんですか? 具体的にわかるように解説してください。

 「分数関数」を一言で言うと、**「分母に変数($x$など)が含まれている関数」**のことです。

中学校で習った「反比例」をより一般化し、複雑にしたものだと考えるとイメージしやすいでしょう。1次関数や2次関数とは異なり、グラフの形や性質に独特な特徴があります。

詳しく解説します。


1. 分数関数の基本形

最もシンプルな形は、反比例の式と同じです。

y=k/x (x not =0)

ここから発展して、一般的には次のような形(1次分数関数)を扱うことが多いです。
y=(ax + b)/(cx + d)

2. 分数関数の最大の特徴

分数関数を理解する上で、絶対に外せないポイントが2つあります。

① 分母は「0」になれない(定義域の制限)

数学の世界では「0で割る」ことができないため、分母が0になるような$x$の値は存在しません。

例:y=1/(x-2) の場合、x=2 になると分母が0になるため、x=2 はグラフ上に存在しません。

② 漸近線(ぜんきんせん)を持つ

グラフがどんどん近づいていくけれども、決して交わることがない線のことを漸近線と呼びます。分数関数のグラフは、必ず「縦の線」と「横の線」の2つの漸近線を持ちます。

3. グラフの形:双曲線(そうきょくせん)

分数関数のグラフは、2つのカーブが対になった**「双曲線」**という形になります。

例えば、y = 1/(x-p) +q  という式のグラフは、以下のようになります。

  • 縦の漸近線: $x = p$ (分母が0になるライン)

  • 横の漸近線: $y = q$$x$を無限に大きくしたときに近づくライン)


  • 4. なぜ「分数関数」を学ぶのか?(具体例)

    分数関数は、**「限られたリソースを分ける」ときや、「反比例する関係」**を分析する際によく使われます。

    • 速度と時間: 決まった距離(例えば100km)を移動するとき、かかる時間 $y$ は速さ $x$ に反比例します

    • 濃度: 食塩水に水を加えていくときの濃度の変化なども、分数関数で表されます。

    • 経済学: 需要と供給のバランスや、平均費用の計算などにも登場します。


    まとめ

    • 分数関数 = 分母に xがある関数。

    • グラフ = 2つのカーブ(双曲線)。

    • 大事な言葉 = 漸近線(近づくけど触れない線)。

    1次関数(直線)や2次関数(放物線)に比べて、**「途切れている部分がある」**のが分数関数の面白い(そして少し厄介な)ところです。


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    次は、具体的な分数関数のグラフの書き方や、計算問題の解き方について詳しく解説しましょうか?



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