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根号(こんごう)を含(ふく)む式(しき)の計算(けいさん)

ゾウ先生根号(こんごう)の中(なか)を先(さき)に簡単(かんたん)にすると、同(おな)じ形(かたち)がまとまって計算(けいさん)しやすくなるよ。

30秒でつかむ

  1. √の中(なか)が同(おな)じ形(かたち)になるよう簡単(かんたん)にすると、同類項(どうるいこう)のように根号(こんごう)の部分(ぶぶん)をまとめて足(た)し引(び)きできる。
  2. 根号(こんごう)どうしの乗法(じょうほう)は√a×√b=√abでまとめ、乗法公式(じょうほうこうしき)(新しいタブで開きます)を使(つか)って展開(てんかい)することもできる。
  3. 分母(ぶんぼ)に根号(こんごう)がある式(しき)は、分母(ぶんぼ)と同(おな)じ形(かたち)を分子(ぶんし)・分母(ぶんぼ)にかけて、分母(ぶんぼ)から根号(こんごう)を消(け)す有理化(ゆうりか)ができる。

詳しく

公式(こうしき)

根号(こんごう)の中(なか)の数(かず)は、2乗(じょう)の形(かたち)を取(と)り出(だ)して簡単(かんたん)にできる。12=4×3=23\sqrt{12}=\sqrt{4\times3}=2\sqrt{3}のように、中(なか)を素因数分解(そいんすうぶんかい)(新しいタブで開きます)して考(かんが)える。

根号(こんごう)の中(なか)が同(おな)じ形(かたち)の項(こう)は、同類項(どうるいこう)のように係数(けいすう)だけを足(た)し引(び)きすればよい。23+53=732\sqrt{3}+5\sqrt{3}=7\sqrt{3}のように計算(けいさん)する。

a>0a>0、b>0b>0のとき、a×b=ab\mathbf{\sqrt{a}\times\sqrt{b}=\sqrt{ab}}が成(な)り立(た)つ。乗法公式(じょうほうこうしき)も根号(こんごう)に使(つか)える。(a+b)(a−b)=a−b(\sqrt{a}+\sqrt{b})(\sqrt{a}-\sqrt{b})=a-bのように展開(てんかい)できる。

根号が同じ形の項をまとめる計算Asatte Studio(Manazoo)/オリジナル(コードで作図)

例題(れいだい)

例題(れいだい):18−8\sqrt{18}-\sqrt{8}を簡単(かんたん)にしよう。まず根号(こんごう)の中(なか)を2乗(じょう)の形(かたち)に分(わ)ける。

18=32\sqrt{18}=3\sqrt{2}、8=22\sqrt{8}=2\sqrt{2}になる。だから18−8=32−22\sqrt{18}-\sqrt{8}=3\sqrt{2}-2\sqrt{2}。計算(けいさん)すると2\mathbf{\sqrt{2}}になる。

例題(れいだい):35+2\dfrac{3}{\sqrt{5}+\sqrt{2}}の分母(ぶんぼ)を有理化(ゆうりか)しよう。分母(ぶんぼ)と共役(きょうやく)な式(しき)5−2\sqrt{5}-\sqrt{2}を分子(ぶんし)・分母(ぶんぼ)にかける。

分母(ぶんぼ)は(5+2)(5−2)=5−2=3(\sqrt{5}+\sqrt{2})(\sqrt{5}-\sqrt{2})=5-2=3で根号(こんごう)が消(き)える。式(しき)は3(5−2)3\dfrac{3(\sqrt{5}-\sqrt{2})}{3}だ。約分(やくぶん)すると5−2\mathbf{\sqrt{5}-\sqrt{2}}になる。

二項の分母を有理化する手順Asatte Studio(Manazoo)/オリジナル(コードで作図)

なぜそうなるか

分母(ぶんぼ)に根号(こんごう)を残(のこ)さないのは、計算(けいさん)や比較(ひかく)をしやすくするための昔(むかし)からの約束(やくそく)だから。

分母(ぶんぼ)が√を含(ふく)むと、同(おな)じ値(あたい)でも書(か)き方(かた)がいく通(とお)りもできてしまい、答(こた)え合(あ)わせがしにくくなる。

分母(ぶんぼ)と共役(きょうやく)な式(しき)をかけると根号(こんごう)が消(き)える。2乗(じょう)の差(さ)の公式(こうしき)(a+b)(a−b)=a2−b2(a+b)(a-b)=a^2-b^2がそのまま使(つか)えるからだ。

確認問題

問題 1 / 4√12を根号(こんごう)の中(なか)が最(もっと)も簡単(かんたん)な形(かたち)にするとどれか。

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/radical-expressions-and-rationalization/?from=print#quiz

  1. √12を根号(こんごう)の中(なか)が最(もっと)も簡単(かんたん)な形(かたち)にするとどれか。

    • ◯ 2√6
    • ◯ 2√3
    • ◯ 3√2
    • ◯ 4√3

    正解:2√3
    12=4×3なので、√12=√4×√3=2√3になる。

  2. √8×√2の値(あたい)を求(もと)めよ。

    答え:____________

    正解:4
    √8×√2=√(8×2)=√16=4。

  3. 3/(√5+√2)の分母(ぶんぼ)を有理化(ゆうりか)するとどれか。

    • ◯ √5−√2
    • ◯ (√5−√2)/3
    • ◯ 3(√5−√2)
    • ◯ √5+√2

    正解:√5−√2
    分子(ぶんし)・分母(ぶんぼ)に共役(きょうやく)な式(しき)√5−√2をかけると、分母(ぶんぼ)は5−2=3になり、3/(√5+√2)=3(√5−√2)/3=√5−√2。

  4. √18−√8を簡単(かんたん)にするとどれか。

    • ◯ √2
    • ◯ 5√2
    • ◯ √10
    • ◯ √26

    正解:√2
    √18=3√2、√8=2√2なので、√18−√8=3√2−2√2=√2になる。

単元のポイント

  • 根号(こんごう) √の記号(きごう)。中(なか)の数(かず)を素因数分解(そいんすうぶんかい)して簡単(かんたん)にできる
  • 同類項(どうるいこう)(根号(こんごう)) √の中(なか)が同(おな)じ形(かたち)の項(こう)。係数(けいすう)どうしだけを足(た)し引(び)きできる
  • 分母(ぶんぼ)の有理化(ゆうりか) 分母(ぶんぼ)に根号(こんごう)がある式(しき)を、分母(ぶんぼ)に根号(こんごう)が無(な)い形(かたち)に直(なお)すこと
  • 共役(きょうやく)な式(しき) √a+√bと√a−√bのような、符号(ふごう)だけ違(ちが)う組(くみ)。かけると根号(こんごう)が消(き)える
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単元のポイント
  • 根号(こんごう) √の記号(きごう)。中(なか)の数(かず)を素因数分解(そいんすうぶんかい)して簡単(かんたん)にできる
  • 同類項(どうるいこう)(根号(こんごう)) √の中(なか)が同(おな)じ形(かたち)の項(こう)。係数(けいすう)どうしだけを足(た)し引(び)きできる
  • 分母(ぶんぼ)の有理化(ゆうりか) 分母(ぶんぼ)に根号(こんごう)がある式(しき)を、分母(ぶんぼ)に根号(こんごう)が無(な)い形(かたち)に直(なお)すこと
  • 共役(きょうやく)な式(しき) √a+√bと√a−√bのような、符号(ふごう)だけ違(ちが)う組(くみ)。かけると根号(こんごう)が消(き)える