本質から理解する数学・図解解説

やり方を暗記する前に! 正負の数の除法(割り算)の仕組み

「マイナス÷マイナス」はどうしてプラスになるのでしょうか?「位置÷時間=速さ」という数直線のイメージと、「ビデオの逆再生」を使って一緒に考えてみましょう。

0. 準備:「位置÷時間」で速さを考える

割り算のルールを学ぶために、「自転車がどんな速さと向きで走っているか」をイメージしてみましょう。小学校で習った「道のり(位置) ÷ 時間 = 速さ」の公式を使います。

ルール①:位置(現在地からの方向と距離)

現在地を「\(0\mathrm{m}\)」とします。
東にいることを「+」西にいることを「-」とします。
たとえば、現在地から東へ \(15\mathrm{m}\) の位置は「\(+15\)」、西へ \(15\mathrm{m}\) の位置は「\(-15\)」と表します。

ルール②:時間の経過(未来と過去)

時間が進む未来(〇秒後)を「+」、時間をさかのぼる過去(〇秒前)を「-」とします。
たとえば、「\(5\) 秒後」は「\(+5\)」、「\(5\) 秒前」は「\(-5\)」と表します。

この2つのルールを組み合わせて、「〇秒後(または〇秒前)にその位置にいるためには、現在地(0)からどちらへ・どんな速さで進んでいるか(速さ)」を考えていきましょう!

💡 用語:除法(じょほう)と商

数学では、割り算のことを除法(じょほう)と呼び、その答えのことを「商(しょう)」と言います。

💡 時間を戻す=逆再生

「〇秒前(過去)」を考えるときは、録画したビデオを逆再生(巻き戻し)する様子をイメージすると分かりやすいですよ。

1. 同符号の除法(同じ符号同士の割り算)

それでは、符号が同じ数同士の除法(割り算)について考えてみましょう。

計算例①: \( (+15) \div (+5) \)

5秒後(\( +5 \))」に「東へ15\(\mathrm{m}\)(\( +15 \))」の位置にいる自転車があります。
この自転車は、どんな速さと向きで走っているでしょうか?
現在地(\(0\))から東へ向かって進み続けているので、答えは「東へ秒速3\(\mathrm{m}\)(\( +3 \))」ですね。
よって、答えは \( +3 \) です。

▼ \( (+15) \div (+5) \) のイメージ図

0 (現在地) +15 (5秒後) +3 +3 +3 +3 +3 東へ(+15m) を 5等分(5秒) = 秒速(+3)
計算例②: \( (-15) \div (-5) \)

次はマイナス同士を割る場合です。
5秒前(\( -5 \))」に「西へ15\(\mathrm{m}\)(\( -15 \))」の位置にいた自転車があります。(今は現在地にいます)
過去に西(\( -15 \))にいて、今現在地(\(0\))にいるということは、東の方に向かって走ってきたことになりますね。
5秒で東へ15\(\mathrm{m}\)進んできたので、速さは「東へ秒速3\(\mathrm{m}\)(\( +3 \))」です。
よって、答えは \( +3 \) になります!

▼ \( (-15) \div (-5) \) のイメージ図

-15 (5秒前) 0 (現在地) +3 +3 +3 +3 +3 過去(-15)から現在(0)へ進んできた = 東へ秒速(+3)
🚗 例①のプロセス:(+)÷(+)

未来に東(+)にいるには?

東を向いて進む = 東(+)へ行く

未来(再生)に東(+)にたどり着くためには、当然東(+)を向いて進むしかありません。

🚗 例②のプロセス:(-)÷(-)

過去に西(-)にいたには?

逆再生して西(-)に戻る = 東(+)向き

ビデオを巻き戻し(逆再生)して西(-)へ戻るということは、車本来の進む向きは東(+)になります。

用語のおさらい:絶対値

「+」や「-」の符号を取った数字の部分のこと。ここでは「秒速何\(\mathrm{m}\)か」「何秒間か」という純粋な数字の大きさを表します。

2. 異符号の除法(違う符号同士の割り算)

今度は、プラスとマイナスが混ざった割り算です。同じように方向と時間で考えてみましょう。

計算例③: \( (-15) \div (+5) \)

5秒後(\( +5 \))」に「西へ15\(\mathrm{m}\)(\( -15 \))」の位置にいる自転車があります。
この自転車はどんな速さと向きでしょうか?
現在地(\(0\))から西へ向かって進み続けているので、答えは「西へ秒速3\(\mathrm{m}\)(\( -3 \))」ですね。
よって、答えは \( -3 \) です。

▼ \( (-15) \div (+5) \) のイメージ図

0 (現在地) -15 (5秒後) -3 -3 -3 -3 -3 西へ(-15m) を 5等分(5秒) = 秒速(-3)
計算例④: \( (+15) \div (-5) \)

最後はプラスとマイナスが逆のパターンです。
5秒前(\( -5 \))」に「東へ15\(\mathrm{m}\)(\( +15 \))」の位置にいた自転車は?
過去に東(\( +15 \))にいて、今現在地(\(0\))にいるということは、西の方に向かって走ってきたことになります。
5秒で西へ15\(\mathrm{m}\)進んできたので、速さは「西へ秒速3\(\mathrm{m}\)(\( -3 \))」です。
よって、答えは \( -3 \) になります。

▼ \( (+15) \div (-5) \) のイメージ図

+15 (5秒前) 0 (現在地) -3 -3 -3 -3 -3 過去(+15)から現在(0)へ進んできた = 西へ秒速(-3)
🚗 例③のプロセス:(-)÷(+)

未来に西(-)にいるには?

西を向いて進む = 西(-)へ行く

未来(再生)に西(-)にたどり着くためには、当然西(-)を向いて進むしかありません。

🚗 例④のプロセス:(+)÷(-)

過去に東(+)にいたには?

逆再生して東(+)に戻る = 西(-)向き

ビデオを巻き戻し(逆再生)して東(+)へ戻るということは、車本来の進む向きは西(-)になります。

3. 結論:除法の符号ルールをまとめよう

ここまで見てきたように、割り算(除法)の答えの符号も、掛け算と全く同じように「位置(+か-)」と「時間(+か-)」の組み合わせで決まることがわかります。
結果的に、「同じ符号で割るとプラスになり、違う符号で割るとマイナスになる」というシンプルなルールが導かれます。

同符号の除法(同じ符号同士の割り算)

  • 符号:+(プラス)にする
  • 数字:絶対値の商(割り算)を求める
例①: \( (\colorbox{#fee2e2}{$\textcolor{#b91c1c}{+}$}15) \) \( \div \) \( (\colorbox{#fee2e2}{$\textcolor{#b91c1c}{+}$}5) \) \( = \) 同符号は \( \boldsymbol{+} \) 絶対値の商 \( (15 \div 5) \) \( = \) \( \colorbox{#fee2e2}{$\textcolor{#b91c1c}{+}$}3 \)
例②: \( (\colorbox{#e0f2fe}{$\textcolor{#0369a1}{-}$}15) \) \( \div \) \( (\colorbox{#e0f2fe}{$\textcolor{#0369a1}{-}$}5) \) \( = \) 同符号は \( \boldsymbol{+} \) 絶対値の商 \( (15 \div 5) \) \( = \) \( \colorbox{#fee2e2}{$\textcolor{#b91c1c}{+}$}3 \)

異符号の除法(違う符号同士の割り算)

  • 符号:-(マイナス)にする
  • 数字:絶対値の商(割り算)を求める
例③: \( (\colorbox{#e0f2fe}{$\textcolor{#0369a1}{-}$}15) \) \( \div \) \( (\colorbox{#fee2e2}{$\textcolor{#b91c1c}{+}$}5) \) \( = \) 異符号は \( \boldsymbol{-} \) 絶対値の商 \( (15 \div 5) \) \( = \) \( \colorbox{#e0f2fe}{$\textcolor{#0369a1}{-}$}3 \)
例④: \( (\colorbox{#fee2e2}{$\textcolor{#b91c1c}{+}$}15) \) \( \div \) \( (\colorbox{#e0f2fe}{$\textcolor{#0369a1}{-}$}5) \) \( = \) 異符号は \( \boldsymbol{-} \) 絶対値の商 \( (15 \div 5) \) \( = \) \( \colorbox{#e0f2fe}{$\textcolor{#0369a1}{-}$}3 \)
🧠 思考のポイント

割り算のルールは掛け算のルールと全く同じです。

ですので、掛け算での「ビデオの逆再生」のイメージを思い出せば、割り算のマイナスの扱いも自然と納得できますね!

💡 もう一つの理由:掛け算の「逆算」

割り算は掛け算の逆算(\( \square \) を求める計算)なので、掛け算のルールから説明することもできます。

\( (+3) \times (+5) \)
\( = \)
\( +15 \)
\( (+15) \div (+5) = \boldsymbol{+3} \)
\( (+3) \times (-5) \)
\( = \)
\( -15 \)
\( (-15) \div (-5) = \boldsymbol{+3} \)
\( (-3) \times (+5) \)
\( = \)
\( -15 \)
\( (-15) \div (+5) = \boldsymbol{-3} \)
\( (-3) \times (-5) \)
\( = \)
\( +15 \)
\( (+15) \div (-5) = \boldsymbol{-3} \)

このように並べてみると、割り算の答えの符号が掛け算のルールと全く同じになることがハッキリと分かりますね!

🎯 まとめ:頭の中のステップ

除法(割り算)の式を見ても、乗法と同じく2ステップで一気に計算しましょう!

  1. まずは符号だけを決める!
    (同じなら+、違うなら-)
  2. 符号を書いたら、あとは数字同士の割り算をするだけ!