記数法とn進法
ゾウ先生0の役割に気づくと、どんなnでも同じしくみで数を表せることが見えてくるよ。
30秒でつかむ
- 位の重みが10倍ずつ変わる10進位取り記数法では、同じ数字でも位置によって表す値が変わる。0が位のあきを示す重要な役割をもつ。
- コンピュータは0と1の2つの数字だけで数を表す2進法を使っている。
- n進法の数は、各位の数字にnのべき乗をかけて足すと10進法の数に直せる。
詳しく
公式
現在広く使われている10進位取り記数法は、同じ数字でも書く位置によって表す値が10倍ずつ変わる記数法である。たとえば345の「3」は300、「4」は40、「5」は5を表す。
この記数法が成り立つのは、位のあきを示す0という数字があるからだ。0がなければ、たとえば「307」と「37」を同じ記号の並びと区別できなくなる。
コンピュータの内部では、電気信号のオンとオフの2通りだけで数を表す2進法が使われている。2進法は0と1の2つの数字だけで、位が1つ上がるごとに値が2倍になる。
例題
例題:2進法の数を10進法の数に直そう。
位は右から1の位・2の位・4の位・8の位にあたる。を計算すると、になる。
逆に10進法の11を2進法に直すには、11を2で割った商と余りを次々に求める。余り1、余り1。余り0、余り1。余りを下から並べるとになる。
なぜそうなるか
60進法は古代バビロニアで使われていた記数法だ。今も時間の「1分=60秒」「1時間=60分」や角度の「1度=60分」に名残が残っている。
60は2・3・4・5・6など多くの数で割り切れる。だから時間や角度を半分や3分の1、4分の1に分けやすく、当時の計算や暦づくりに都合がよかったようだ。
n進法の数は、右から、、、…の位に対応している。各位の数字にその位の重みをかけて足し合わせると、もとの10進法の値に直せる。10進法もn=10のときのn進法の一例にすぎない。
確認問題
確認問題(解答用紙)
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/numeral-systems-and-base-n/?from=print#quiz
2進法の数10110₍₂₎を10進法の数に直せ。
答え:____________
正解:22
10110₍₂₎=1×16+0×8+1×4+1×2+0×1=16+4+2=22。19を2進法で表すとどれか。
- ◯ 10011₍₂₎
- ◯ 10101₍₂₎
- ◯ 11001₍₂₎
- ◯ 11011₍₂₎
正解:10011₍₂₎
19=16+2+1なので、16の位・2の位・1の位が1、8の位と4の位が0になり10011₍₂₎になる。次のうち、60進法の名残が今も使われているものはどれか。
- ◯ 1ダースは12個
- ◯ 時刻の1分=60秒
- ◯ 1kmは1000m
- ◯ 100点満点のテスト
正解:時刻の1分=60秒
時刻の「1分=60秒」「1時間=60分」や角度の「1度=60分」は、バビロニアの60進法の名残である。位取り記数法で0がなければ起こる問題として正しいものはどれか。
- ◯ 大きい数が書けなくなる
- ◯ 分数が表せなくなる
- ◯ 負の数が表せなくなる
- ◯ 307と37を区別できなくなる
正解:307と37を区別できなくなる
0は位のあきを示す記号なので、0がないと「307」と「37」のように違う数を同じ並びと区別できなくなる。
単元のポイント
- 位取り記数法 数字の置かれた位置で表す値の重みが変わる記数法
- n進法 nを底として、0からn−1までの数字で数を表す記数法
- 60進法 時間の分・秒や角度の分・秒に今も使われているバビロニア起源の記数法