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