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計算を豊かにする「値を変えない」者たち
~見えないものも見方が変われば見えてくる~
studyPresenter
「0を加算」して正体をあぶりだせ!
2次関数𝑦 = 𝑎 𝑥 − 𝑝 2 + 𝑞は軸𝑥 = 𝑝,頂点 𝑝, 𝑞
では,𝑦 = 2𝑥2 − 4𝑥 + 1はどんな形??
𝑦 = 2 𝑥2
− 2𝑥 + 0 + 1
𝑦 = 2 𝑥2
− 2𝑥 + 1 − 1 + 1
𝑦 = 2 𝑥 − 1 2
− 1 + 1
𝑦 = 2 𝑥 − 1 2
− 1
軸𝑥 = 1,頂点 1, −1
下に凸の放物線
性質が見えない2次関数を,0を加算して形がわかる
式に変形する手法を平方完成という.
すべての2次方程式を解けるようにしたのは「0」だ!
2次方程式の一般式𝑎𝑥2 + 𝑏𝑥 + 𝑐 = 0を解く!
𝑎 𝑥2 +
𝑏
𝑎
𝑥 +
𝑏
4𝑎
2
−
𝑏
4𝑎
2
+ 𝑐 = 0
足して0になる
ものを加える
𝑎 𝑥 +
𝑏
2𝑎
2
= −𝑐 +
𝑏2
4𝑎
=
𝑏2
− 4𝑎𝑐
4𝑎
𝑥 +
𝑏
2𝑎
= ±
𝑏2 − 4𝑎𝑐
4𝑎2 𝑥 =
−𝑏 ± 𝑏2 − 4𝑎𝑐
2𝑎
2次方程式の
解の公式
2次方程式の一般解は「0」を活用した後, △ 2
= □
→△= ± □という計算と1次方程式から求められる!
「1をかける」は分数計算の基本!
1
2
+
1
3
の値を知りたくても,分母が異なると計算
できない.そこで,「1」を利用する!
1
2
× 1 +
1
3
× 1
=
1
2
×
3
3
+
1
3
×
2
2
=
3
6
+
2
6
=
5
6
「1」を分母・分子の値が同じ
分数に変えてかけ算し,分母
がそろった,計算できる形に
する計算を通分という.
逆に,分母分子にかかる同じ
数を「1」に戻して見た目を小
さくする計算を約分という.
通分が「1」の性質を利用したものだと知らない人は結構多い.分母分子同じ数をかけるのが通分であり,
それをすれば分数の計算が正しくできる(理屈は知らない)となっているようである.
複雑な計算にも「1をかける」は活躍する!
方程式log2 𝑥 − 1 + log2 𝑥 + 2 = 2の解を求める
真数条件 → 𝑥 > 1
1をかけて,log2 𝑥 − 1 + log2 𝑥 + 2 = 2 ∙ log2 2
log 𝑎 𝑀 + log 𝑎 𝑁 = log 𝑎 𝑀𝑁 , 𝑘 log 𝑎 𝑀 = log 𝑎 𝑀 𝑘 より,
log2 𝑥 − 1 𝑥 + 2 = log2 22
対数の底が等しいため,この方程式は真数部の方程式を
解けばよい.よって,上記の赤線部の方程式を解くと,
𝑥 = 2, −3
真数条件を考慮すると,求める解は𝑥 = 2となる.
「左右同じ」→「同じ作業なら」値変化なし!
「同じ数の加減」これが『移項』の真実
52x
両辺2で引く
  2522 x  25x
 3x
移項をする
⇒ 左辺の数が右辺に,右辺の数が左辺に写り,この時
符号が「+」なら「-」に、「-」なら「+」に反転する
打ち消し合って,「0」になる.
つまり,式から消える
左辺の「+2」が
右辺の「-2」に
変化する.
これを「移項」という.
方程式では,分数の複雑計算を省略可能!
2𝑥+1
2
+
2−𝑥
3
= 3の解を求める
6 ×
2𝑥 + 1
2
+
2 − 𝑥
3
= 6 × 3
「ひとかたまり」でかける
分母2と3の最小公倍数
3 2𝑥 + 1 + 2 2 − 𝑥 = 18
4𝑥 = 11
𝑥 =
11
4
「左右同じ数をかければ,
値が変わらない」性質を
利用すれば,分数計算が
不要になる!
注意!
2𝑥 + 1
2
+
2 − 𝑥
3
= 3 2𝑥 + 1 + 2 2 − 𝑥
のような計算はできない!
左のような計算は,「方程式」
だから成り立つ性質である.
「注意」で書いた間違えは実に多くの生徒がするミスなので教え方に注意が必要である.
「値を変えず,見方・見え方を変える」
・平方完成
・解の公式
・通分,約分
・対数方程式
・移項
・方程式における分数計算の省略
etc.
「値を変えず,見方を変える」手法は実に様々な恩恵を与える.
数学を知り,楽しむ上でこれらの知恵は欠かせない.暗記で
はなく「なぜ?」を大切にし,本スライドで触れたような知恵を,
ぜひ他からも見つけてみてほしい.
著者
studyPresenter 【博士(工学)】
・某国立大学博士後期課程修了
・教育関係に携わっている
・中学,高等学校教諭第一種教員免許状(数学) 取得
・専門は画像関係,数学の知識習得が趣味
・「解けるようになる」より「なぜ~なのかを知る」ことが好き
知識をできるだけ簡潔に,そしてわかりやすく説明する
スキルを習得するよう,日々練習中です!

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