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【1次関数】1次関数の利用③|料金プランの問題【中2数学】【必須】

「どっちのプランがお得か」と聞かれて、なんとなくで選んでいないだろうか。

携帯料金、動画配信サービス、駐車場料金——世の中には「基本料金+従量課金」のプランがあふれている。しかし、いざ計算しようとすると「どこから考えればいいのかわからない」「途中で混乱する」という声をよく聞く。

実は、料金プランの比較は1次関数の問題として整理すれば、機械的に解ける。この記事では、料金プランを式に変換し、グラフで比較する手順を順を追って解説する。

対象:中学2年 所要時間:約12分
目次

そもそも料金プランの問題とは?

料金プランの問題とは、「使った量に応じて料金が変わる」2つ以上のプランを比較し、どちらがお得かを判断する問題である。

従量じゅうりょう課金とは、使った分だけ料金が加算される仕組みのことである。例えば「1分ごとに10円」「1GBごとに100円」などがこれにあたる。

具体的な例を見てみよう。

あるレンタカー会社には、以下の2つのプランがある。

  • プランA:基本料金3000円、1kmあたり20円
  • プランB:基本料金1000円、1kmあたり40円

何km走ると、両プランの料金が同じになるか。

このような問題は、次の3ステップで解ける。

料金プラン問題の解き方【3ステップ】

1

各プランを1次関数の式にする

走行距離を $x$ km、料金を $y$ 円とすると、

$$\begin{aligned} \text{プランA:} y &= 20x + 3000 \\[8pt] \text{プランB:} y &= 40x + 1000 \end{aligned}$$

1次関数 $y = ax + b$ の形で、$a$ は1kmあたりの料金(かたむき)、$b$ は基本料金(切片)である。

2

2つの式を等しいとおいて解く

両プランの料金が同じになるとき、

$$20x + 3000 = 40x + 1000$$

移項いこうして整理すると、

$$\begin{aligned} 20x + 3000 &= 40x + 1000 \\[8pt] 3000 – 1000 &= 40x – 20x \\[8pt] 2000 &= 20x \\[8pt] x &= 100 \end{aligned}$$
3

答えを確認し、場合分けする

$x = 100$ のとき、それぞれの料金を計算すると、

$$\begin{aligned} \text{プランA:} y &= 20 \times 100 + 3000 = 5000 \text{円} \\[8pt] \text{プランB:} y &= 40 \times 100 + 1000 = 5000 \text{円} \end{aligned}$$

確かに一致する。よって、100kmで両プランは同額になる。

グラフで視覚的に理解する

2つの1次関数をグラフに描くと、どちらがお得かが一目でわかる。

グラフから次のことが読み取れる。

  • $x < 100$ のとき、プランBの方が下にある → プランBがお得
  • $x = 100$ のとき、両プランが交わる → 同じ料金
  • $x > 100$ のとき、プランAの方が下にある → プランAがお得

グラフで「下にある」とは「料金が安い」ことを意味する。y軸が料金を表しているため、y座標が小さいほど安いのである。

傾きと切片の意味を整理する

1次関数 $y = ax + b$ において、料金プラン問題では次のような意味がある。

要素 式での表現 料金での意味
傾き $a$ 1単位あたりの追加料金(変動費)
切片 $b$ 基本料金(固定費)

つまり、

  • 基本料金が安いプラン:少ししか使わないときにお得
  • 単価が安いプラン:たくさん使うときにお得

という傾向がある。交点を境に、お得なプランが入れ替わるのである。

よくある間違いと対策

1

式を立てるときに傾きと切片を逆にする

「基本料金3000円、1kmあたり20円」のとき、

  • ❌ $y = 3000x + 20$
  • ✅ $y = 20x + 3000$

$x$ にかかる数(傾き)は「1単位あたりの料金」、足す数(切片)は「基本料金」である。

2

方程式を解くときの移項ミス

$20x + 3000 = 40x + 1000$ を解くとき、

  • ❌ $20x – 40x = 1000 + 3000$ → $-20x = 4000$ → $x = -200$
  • ✅ $3000 – 1000 = 40x – 20x$ → $2000 = 20x$ → $x = 100$

移項するとき、符号の変化に注意する。

3

グラフの上下を逆に読む

「グラフが上にある方が高い」という基本を忘れて、上にある方をお得と判断してしまう間違いがある。y軸は料金なので、下にある方が安い=お得である。

よくある質問と答え

Q. なぜ料金プランの問題は1次関数で表せるのか?

A. 「基本料金+使った分の料金」という構造が、$y = ax + b$ の形と一致するからである。$a$ が1単位あたりの料金、$b$ が基本料金に対応する。使用量が増えると料金が一定の割合で増える関係は、まさに1次関数の特徴である。

Q. 交点の座標は何を意味するのか?

A. 交点の $x$ 座標は「両プランの料金が等しくなる使用量」、$y$ 座標は「そのときの料金」を表す。この点を損益分岐点そんえきぶんきてんと呼ぶこともある。この点を境に、お得なプランが入れ替わる。

Q. 3つ以上のプランがあるときはどうするのか?

A. すべてのプランを式にして、グラフに描く。各プランのグラフの中で、最も下(料金が安い)にある部分を選べばよい。2つずつ交点を求め、区間ごとにどのプランが最安かを判断する。

練習問題

問1. ある動画配信サービスには、以下の2つのプランがある。
  • プランX:月額基本料1500円、1本視聴ごとに200円
  • プランY:月額基本料4500円、見放題(追加料金なし)
1か月に何本以上見ると、プランYの方がお得になるか。
問2. ある電話会社には、以下の2つのプランがある。
  • プランA:基本料金800円、1分あたり30円
  • プランB:基本料金2000円、1分あたり10円
(1) 各プランの料金を $x$ 分、$y$ 円として式に表せ。
(2) 通話時間が何分のとき、両プランの料金は同じになるか。
(3) 月に80分通話する場合、どちらのプランがいくらお得か。
問3. 下のグラフは、2つの駐車場の料金プランを表している。
(1) 駐車場P、Qの料金をそれぞれ $y = ax + b$ の形で表せ。
(2) 何時間駐車すると、両駐車場の料金は同じになるか。

まとめ

この記事では、料金プランの比較問題の解き方を学んだ。ポイントは以下の通りである。

  • 各プランを $y = ax + b$ の形の1次関数で表す($a$ = 単価、$b$ = 基本料金)
  • 2つの式を等しいとおいて解くと、損益分岐点がわかる
  • グラフでは「下にある方が安い」ので、交点を境にお得なプランが入れ替わる

料金プランの問題は、日常生活でも役立つ実践的なスキルである。式を立てる練習を繰り返し、確実に身につけよう。

Core-dorill— 基礎を、何度でも。

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