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文字式(もんじしき)を使(つか)った説明(せつめい)

ゾウ先生具体(ぐたい)的(てき)な数(かず)ではなく文字(もじ)で考(かんが)えると、いつでも成(な)り立(た)つことが示(しめ)せるよ。

30秒でつかむ

  1. 整数(せいすう)を表(あらわ)す文字(もじ)(m、nなど)を使(つか)い、式(しき)を立(た)てて性質(せいしつ)を説明(せつめい)する。1つの数(かず)で確(たし)かめただけでは証明(しょうめい)にならない。
  2. 変形(へんけい)した式(しき)を「2×整数(せいすう)」や「整数(せいすう)×整数(せいすう)」の形(かたち)にみると、偶数(ぐうすう)・奇数(きすう)などの性質(せいしつ)を読(よ)み取(と)れる。
  3. 説明(せつめい)の流(なが)れは、①文字(もじ)で表(あらわ)す→②式(しき)を変形(へんけい)する→③形(かたち)を読(よ)み取(と)る→④結論(けつろん)を述(の)べる、の4段階(だんかい)。

詳しく

公式(こうしき)

整数(せいすう)を表(あらわ)す文字(もじ)を使(つか)うと、偶数(ぐうすう)は2n、奇数(きすう)は2n+1(nは整数(せいすう))と表(あらわ)せる。

文字式(もんじしき)を使(つか)った説明(せつめい)は、①性質(せいしつ)を文字式(もんじしき)で表(あらわ)す→②式(しき)を変形(へんけい)する→③その形(かたち)が何(なに)を意味(いみ)するか読(よ)み取(と)る→④結論(けつろん)を述(の)べる、の順(じゅん)で進(すす)める。

変形(へんけい)の目標(もくひょう)は「2×(整数(せいすう))」の形(かたち)にすること。これが見(み)えれば、その式(しき)は偶数(ぐうすう)だと言(い)い切(き)れる。

例題(れいだい)

例題(れいだい):2つの奇数(きすう)の和(わ)は偶数(ぐうすう)になることを、文字式(もんじしき)を使(つか)って説明(せつめい)しよう。

2つの奇数(きすう)を整数(せいすう)m、nを使(つか)って2m+1、2n+1と表(あらわ)す。

和(わ)を計算(けいさん)すると(2m+1)+(2n+1)=2m+2n+2。これを2(m+n+1)の形(かたち)に変形(へんけい)する。

m+n+1は整数(せいすう)なので、2(m+n+1)は「2×整数(せいすう)」の形(かたち)。だから、2つの奇数(きすう)の和(わ)はつねに偶数(ぐうすう)になる。

2つの奇数の和が偶数になることを、文字式で説明する手順Asatte Studio(Manazoo)/オリジナル(コードで作図)

なぜそうなるか

具体(ぐたい)的(てき)な数(かず)(3+5=8など)で確(たし)かめても、それは1つの例(れい)にすぎない。違(ちが)う数(かず)の組(くみ)では成(な)り立(た)たないかもしれない。

整数(せいすう)m、nという文字(もじ)を使(つか)えば、m、nがどんな整数(せいすう)であっても式(しき)は同(おな)じ形(かたち)に変形(へんけい)できる。これにより、すべての場合(ばあい)に当(あ)てはまることが示(しめ)せる。

このように文字式(もんじしき)で表(あらわ)すことは、数量(すうりょう)の関係(かんけい)を簡潔(かんけつ)・明瞭(めいりょう)に表(あらわ)すだけでなく、ものごとが成(な)り立(た)つ理由(りゆう)を筋道(すじみち)立(た)てて説明(せつめい)する道具(どうぐ)にもなる。

数の例1つと、文字を使った説明のちがいAsatte Studio(Manazoo)/オリジナル(コードで作図)

確認問題

問題 1 / 5整数(せいすう)nを使(つか)うと、奇数(きすう)はどう表(あらわ)せるか。

確認問題(解答用紙)

この問題を端末で解くための QR コード

スマホやタブレットで読み取ると、この問題をその場で解けます。

https://manazoo.com/math/expressions-for-explanation/?from=print#quiz

  1. 整数(せいすう)nを使(つか)うと、奇数(きすう)はどう表(あらわ)せるか。

    • ◯ 2n+1
    • ◯ n+1
    • ◯ 2n
    • ◯ n²

    正解:2n+1
    奇数(きすう)は偶数(ぐうすう)の2nより1大(おお)きい(または小(ちい)さい)数(すう)。2n+1なら、nがどんな整数(せいすう)でも必(かなら)ず奇数(きすう)になる。

  2. 2つの偶数(ぐうすう)の和(わ)2m+2nを、説明(せつめい)に使(つか)える形(かたち)に変形(へんけい)するとどれか。

    • ◯ m+n
    • ◯ 2m+n
    • ◯ (m+n)²
    • ◯ 2(m+n)

    正解:2(m+n)
    2m+2nは2を共通因数(きょうつういんすう)(新しいタブで開きます)としてくくり出(だ)し、2(m+n)の形(かたち)にできる。これは「2×整数(せいすう)」なので偶数(ぐうすう)とわかる。

  3. m=3、n=5のとき、2つの奇数(きすう)2m+1と2n+1の和(わ)を求(もと)めよう。数字(すうじ)で答(こた)えよう。

    答え:____________

    正解:18
    2m+1=7、2n+1=11なので、和(わ)は7+11=18になる。

  4. 連続(れんぞく)する2つの整数(せいすう)をn、n+1と表(あらわ)すと、その和(わ)はどのような式(しき)になるか。

    • ◯ 2n+1
    • ◯ 2n
    • ◯ 2n+2
    • ◯ n²+1

    正解:2n+1
    n+(n+1)=2n+1。これは奇数(きすう)を表(あらわ)す式(しき)なので、連続(れんぞく)する2つの整数(せいすう)の和(わ)はつねに奇数(きすう)になるとわかる。

  5. 文字式(もんじしき)を使(つか)った説明(せつめい)で、具体(ぐたい)的(てき)な数(かず)ではなく整数(せいすう)一般(いっぱん)を表(あらわ)す文字(もじ)を使(つか)う理由(りゆう)はどれか。

    • ◯ 計算(けいさん)が簡単(かんたん)になるから
    • ◯ 図(ず)がかきやすいから
    • ◯ 答(こた)えが1つに決(き)まるから
    • ◯ すべての場合(ばあい)に当(あ)てはまることを示(しめ)せるから

    正解:すべての場合に当てはまることを示せるから
    1つの数(かず)で確(たし)かめただけでは、他(た)の数(かず)でも成(な)り立(た)つかはわからない。文字(もじ)を使(つか)えば、すべての場合(ばあい)に当(あ)てはまることを示(しめ)せる。

単元のポイント

  • 文字式(もんじしき) 数(かず)の代(か)わりに文字(もじ)を使(つか)って表(あらわ)した式(しき)
  • 偶数(ぐうすう) 2でわりきれる整数(せいすう)。整数(せいすう)nを使(つか)うと2nと表(あらわ)せる
  • 奇数(きすう) 2でわりきれない整数(せいすう)。整数(せいすう)nを使(つか)うと2n+1と表(あらわ)せる
  • 一般化(いっぱんか) 1つの例(れい)だけでなく、すべての場合(ばあい)に当(あ)てはまるように表(あらわ)すこと
  • 連続(れんぞく)する整数(せいすう) 1、2、3のように1つずつ大(おお)きくなる整数(せいすう)。n、n+1と表(あらわ)せる
問題を解く
単元のポイント
  • 文字式(もんじしき) 数(かず)の代(か)わりに文字(もじ)を使(つか)って表(あらわ)した式(しき)
  • 偶数(ぐうすう) 2でわりきれる整数(せいすう)。整数(せいすう)nを使(つか)うと2nと表(あらわ)せる
  • 奇数(きすう) 2でわりきれない整数(せいすう)。整数(せいすう)nを使(つか)うと2n+1と表(あらわ)せる
  • 一般化(いっぱんか) 1つの例(れい)だけでなく、すべての場合(ばあい)に当(あ)てはまるように表(あらわ)すこと
  • 連続(れんぞく)する整数(せいすう) 1、2、3のように1つずつ大(おお)きくなる整数(せいすう)。n、n+1と表(あらわ)せる