文字と式

目次(もくじ)
【文字の表し方】(中学1年生)
【代入と式の値】(中学1年生)
【1次式の乗法・除法】(中学1年生)
【1次式の加法・減法】(中学1年生)
【単項式・多項式の計算】(中学2〜3年生)


【文字の表し方】(中学1年生)

■文章を式で表す
a に 3 を加える。
7 から x をひく。
b に 2 をかける。
y を 8 でわる。
a+3
7-x
b×2
y÷8

■積の表し方
文字のまじった乗法では、ふつう、×の記号を用いずに、文字をアルファベットの順にならべて書きます。
a×b = ab   x×y×a = axy
) 数と数の乗法では、×の記号を省略できません。しかし、×の代わりに・を使うことがあります。
2×3 = 2・3

文字と数の積では、ふつう、数字を文字の前に書きます。
a×3 = 3a
負の数と文字との積では、かっこをつけずに書きます。
x×(-2) = (-2)x = -2x

かっこでくくられた式は、1つの文字と考えます。
(a+b)×4 = 4(a+b),  2×(x-y)×a =2a(x-y)  〔数はかっこの前〕
(a-b)÷3 =  a-b
  3
  〔分子の( )は省略〕 

文字の前に 1 や -1 があるときは、 1 を省略します。
1×x = 1x = X,  a×(-1) = (-1)a = -a
(-x)×(-3) = (-1)×x×(-3) = (-1)×(-3)×x = 3x

■文字の累乗
同じ文字を何回かかけたものを、その文字の累乗といいます。
a×a = aa = a2,  a×a×a = aaa = a3,  a1=a
a2,a3 などの 2 や 3 を累乗の指数といいます。

【練習問題】 次の式を、×の記号を用いない式に直してください。
1×x×y = (xy),
3×p×p = (3p2),
(a-b)×(a-b)×(-1) = (-(a-b)2),
a×x×(-1) = (-ax),
z×(-3)×z = (-3z2),
4ab2×2a2b = (8a3b3),
x×x = (x2)
m×m×(-1) = (-m2)

■商の表し方
文字のまじった除法では、ふつう、÷の記号を用いないで、分数の形に書きます。
a÷3 =  a
3
, 4x÷5 =  4x
 5
 または  4
5
 x
)   a
3
 は a÷3 = a× 1
3
 =  1
3
 a であるから、 1
3
 a と書いてもよい。
商を表すとき、−の符号は分数の前に書きます。
2y÷(-7) =  2y
-7
 = -  2y
 7
 または -  2
7
 y
(a+b)÷8 =  a+b
  8
a+b÷8 = a+ b
8
 〔除法を先になおす〕
(a+b)×h÷2 =  (a+b)h
   2
 または  1
2
 (a+b)h

【練習問題】
次の式を、文字式の表し方に直してください。(答えはカッコ内をドラッグ)
a6÷b4 = ( a6
b4
),  
m÷(-7) = (- m
7
),  
(x-y)÷4 = ( x-y
  4
)

■乗法・除法のまじった式
乗法・除法のまじった式は、左から順に×や÷の記号をはぶいていき、乗法だけの式になおします。
5÷a×b = 5× 1
a
×b =  5b
 a
× 5÷a×b =   5
ab
  〔左の式では、先に×をはぶいてしまっています。〕
5÷a÷b = 5× 1
a
× 1
b
 =   5
ab’
   × 5÷a÷b = 
 5 
 a
 b
x÷2×y÷z = x× 1
2
×y× 1
z
 =  xy
2z

記号×がはぶかれている積は1つの文字と考えて、乗法だけの式になおします。
5÷ab = 5×  1
ab
 =   5
ab

【練習問題】
次の式を、文字式の表し方に直してください。(答えはカッコ内をドラッグ)
x÷4×y = ( xy
 4
),
(x+y)×5÷z = ( 5(x+y)
   z
),
x÷6×(-y) = (- xy
 6
),
(a-4)×3÷b = ( 3(a-4)
   b
),  
2÷a÷7 = (  2
7a
)
8×m÷5 = ( 8m
 5
)
4÷(-n)÷9 = (-  4
9n
)

■四則のまじった式
乗法・除法を先にまとめ、加法・減法は後にします。+,−の記号ははぶけません。
a×(-3)+4 = -3a+4
x×4 - y÷5 = 4x -  y
5
   × x×4 - y÷5 =  4x-y
   5
m×(-6)×m+n×7 = -6m2+7n
2÷(-a)+(b-3)÷8 = -  2
a
 +  b-3
  8

【練習問題】
次の式を、文字式の表し方に直してください。(答えはカッコ内をドラッグ)
a÷b−c÷d=( a
b
c
d
),  
x×8−y×5=(8x−5y)
 
t×t×7−t=(7t2−t)
 
3+x÷2=(3+ x
2
)
a×(−4)+b÷3=(−4a+ b
3
)
5÷x+y÷4=( 5
x
y
4
)

■量の表し方
単位の異なる量の和を、1つの式で表すには、単位をそろえる。
a km+b m=1000 m×a+b m=(1000a+b)m
a km+b m=a km+    1  
1000
 km×b=(a+    b  
1000
) km
x 時間+y 分=60分×x+y 分=(60x+y) 分
x 時間+y 分=x 時間+  1
60
 時間×y=(x+  y 
60
) 時間

【練習問題】 次の量を式で表してください。(答えはカッコ内をドラッグ)
3辺がa,b,cである直方体で、
(ア) 辺の長さの合計 I=【4(a+b+c)
(イ) 表面積 S=【2(ab+bc+ca)
(ウ) 体積 V=【abc

■割合の表し方
5%=0.05=   5 
100
, p%=   p 
100
300g の p% は 300g×   p 
100
=3pg
昨年の生徒数はx人であったが、今年の生徒数は昨年よりp%増えた。
今年の生徒数は  x+x×   p 
100
=x+  px 
100
(人)  または  100x+px
    100
(人)
あるいは x×(1+   p 
100
)=x+ 100+p
   100
(人)  または  100x+px
    100
(人)

2割=0.2=  2
10
,, γ割 γ
10
,  × γ割=0.γ
1000円のγ割は 1000円× γ
10
=100γ円

【練習問題】 次の量を式で表してください。(答えはカッコ内をドラッグ)
a%の食塩水 x g と水 y g を混ぜあわせたときの食塩水の濃度 d%
解答 (d=      ax    
100(x+y)
)


【代入と式の値】(中学1年生)

代入(だいにゅう)と式の(あたい)
式の中の文字を数でおきかえることを、文字にその数を代入するといい、代入して計算した結果を、そのときの式の値といいます。

■正の数の代入
x=60 のときの式 1+3x の値を求める計算。
1+3x=1+3×x=1+3×60=181
x=8 のときの式 6−5x の値を求める計算。
6−5x=6−5×x=6−5×8=6−40=−34

■負の数の代入
負の数は、ふつう、かっこをつけて代入します。
x=−3 のときの式 4x−5 の値を求める計算。
4x−5=4×(−3)−5=−12−5=−17
a=−3 のときの式 5−2a の値を求める計算。
5−2a=5−2×(−3)=5−(−6)=5+6=11
a=−3 のときの式  9
a
+5 の値を求める計算。
9
a
+5=− 9
3
+5=−3+5=2
別解) ÷の記号を使った式に直して代入してもよい。
9
a
+5=9÷a+5=9÷(−3)+5=−3+5=2

■正・負の数の代入
a=−4, b=3 のときの式 2a−5b の値を求める計算。
2a−5b=2×(−4)−5×3=−8−15=−23
a=2, b=1, x=−3 のときの式 3a2−bx の値を求める計算。
3a2−bx=3×22−1×(−3)=12+3=15

【練習問題】
a=−2,b=3 のとき、次の式の値を求めてください。(答えはカッコ内をドラッグ)
a+b=(1),   −a+b=(5),   3a−2b=(−12)

■指数のついた文字への代入
a=−4,のときの a2,−a2 の値を求める計算。
a2=(−4)2=(−4)×(−4)=16
−a2=−(−4)2=−16
a=−5のときの −2a2, (−a)2 の値を求める計算。
−2a2=−2×(−5)2=−2×25=−50
(−a)2={−(−5)}2={+5}2=52=25

【練習問題】
a=−2,b=3 のとき、次の式の値を求めてください。(答えはカッコ内をドラッグ)
a2−2ab=(16), (−a)3−b3=(−19)

xの値が次のように与えられたとき、2x3−3x−5の値を求めてください。
x=1 (-6) x=−2 (-15 x=3 (40

a,b,c が次のように与えられたとき  −b2c
   2a
のときの式の値を求めてください。
a=2, b=−3, c=−6 ( 27
 2
),  a=−1, b=4, c=−3 (−162

■分数の形の式への分数の代入
x= 3
4
のときの式 − 15
 x
 の値を求める計算。
まず、÷の記号を使った式に直してから代入します。
15
 x
=−15÷x=−15÷ 3
4
=−15× 4
3
=−20


【1次式の乗法・除法】(中学1年生)

(こう)
式を、加法だけの式に直したときに、記号+で結ばれている1つ1つを、その式のといいます。
1+3x の項は、1 と 3x です。
3x−y−5=3x+(−y)+(−5) の項は 3x,−y,−5 です
数だけの項を定数項といいます。

係数(けいすう)
文字を含んだ項の、数の部分を係数といいます。
3x  ⇒  x の係数は3,  a  ⇒  a の係数は 1,  −a  ⇒  a の係数は−1,
a
3
  ⇒  a の係数は  1
3

1次式(いちじしき)
文字が1つだけの項を1次の項といいます。
) 3x, −4y

1次の項だけ、または、1次の項と数の項からできている式を、1次式といいます。
) 2x, −4y+5, 3x−5, −m, 2x−3y

) 次の式は1次式ではありません。
xy 〔1つの項に文字が2つあるので1次の項でない。ゆえに1次式でない〕
5x2+2 〔5x2 には文字が2つあるので1次の項でない。ゆえに1次式でない〕

■項が1つの式と数との乗法
数どうしの積を求めて、それに文字をかけます。
5a×3=5×a×3=5×3×a=15a
2x× 1
2
=2× 1
2
×x=1×x=x
(−x)×3=(−1)×x×3=(−1)×3×x=−3x

■項が2つの式と数との乗法
分配法則(ぶんぱいほうそく)を使って、かっこを外すことができます。
a(b+c)=ab+ac 〔かっこの外の数を、かっこ内のすべての項にかける〕
4(x+3)=4×x+4×3=4x+12

5(x−3)=5{x+(−3)}=5×x+5×(−3)=5x+(−15)=5x−15
) 5(x−3)=5×x−5×3=5x−15 としてもよい。

−3(4a−7)=(−3)×4a−(−3)×7=−12b−(−21)=−12a+21
-2(6a+7)=(-2)(6a+7)=(−2)×6a+(−2)×7=(−12a)+(−14)=−12a−14

(− 2
3
 x+ 5
9
)×36={(− 2
3
 x)+ 5
9
}×36=(− 2
3
 x)×36+ 5
9
×36=(−24x)+20
=−24x+20

【練習問題】 次の式のかっこを外してください。(答えはカッコ内をドラッグ)
6(3a−2)=(18a−12),
24(− 3
8
 x+  7
12
)=(−9x+14),
(− 2
3
 x+ 5
9
)×(− 27
20
)=(  9
10
x− 3
4
),  
a(2x−3y)=(2ax−3ay),
(8x+11)×(−4)=(−32x−44)
(  7
12
 x− 3
4
)×(−36)=(−21x+27)
−8p(9p+3)=(−72p2−24p)
 
(13L−3m+2)×(−4)=(−52L+12m−8)

■項をまとめる
字の部分が同じである項は、次の計算方法により簡単にすることができます。
ac+bc=(a+b)c
4x+9x=(4+9)x=13x
7a−5a=7a+(−5a)={7+(−5)}a=2a
) 7a−5a=(7−5)a=2a としてもよい。
6y−y=6y−1y={6+(−1)}y=5y

【練習問題】 次の式を簡単にして計算してください。(答えはカッコ内をドラッグ)
2a+3a=((2+3)a=5a),
2a−a=((2−1)a=a),
15p−16p=((15−16)p=−1p=−p),
6x−13x+8x=((6−13+8)x=1x=x),  
6y+8y=((6+8)y=14y)
a−a=((1−1)a=0)
x+x=((1+1)x=2x)

■項が1つの式と数との除法
分数の形にして、約分します。
15a÷(−5)= 15a
−5
=−3a
わる数が分数のときは、わる数を逆数にして、乗法に直してから計算します。
−6x÷(− 3
5
)=−6x×(− 5
3
)=10x

■項が2つの式と数との除法
かっこの外の数で、かっこ内のすべての項をわります。
(12x+28)÷4= 12x+28
     4
12x
  4
28
 4
=3x+7
(3a−15)÷ 3
4
=(3a−15)× 4
3
=3a× 4
3
−15× 4
3
=4a−20

■分数の形の式と数との乗法
分母とかける数とで約分して、( )×の形に直して計算します。
4x+5
   3
×6=              2
(4x+5)×6
       3
       1
=(4x+5)×2=4x×2+5×2=8x+10

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【1次式の加法・減法】(中学1年生)

■一次式の加法
かっこをはずして、文字の部分が同じ項どうし、数の項どうしを加えればよい。
(3x+2)+(4x−5)=3x+2+4x−5=3x×4x+2−5=7x−3

上の式は、次のように計算すると簡単です。

  3x+2
+)4x−5
  7x−3

■1次式の減法
1次式の減法は、ひくほうの式の各項の符号を変えて加えればよい。
(x−2)(5x6)=(x−2)(5x6)=x−2−5x−6=−4x−8

  1x−2
−)5x+6  ⇒   
   1x−2
+)−5x−6
  −4x−8
■いろいろな計算
分配法則でかっこをはずし、文字の項、数の項をまとめます。
2(x+3)+3(2x−1)=2x+6+6x−3=2x+6x+6−3=8x+3

3(x+2)−2(3x−1)=(3x+6)−(6x−2)=(3x+6)+(−6x+2)
=3x+6−6x+2=−3x+8

6( a
3
a−1
  2
)=6× a
3
+6× a−1
  2
=2a+3(a−1)=2a+3a−3=5a−3

【練習問題】
次の式を、かっこを外して簡単にしてください。(答えはカッコ内をドラッグ)
(2a−3)+(5a+6)=(7a+3),
(8a+23)−(16a+13)=(−8a+10),  
3(x−2)+2(3x+1)=(9x−4),
(11m−20)+(-4m+8)=(7m−12),
(5x−6)−(x−2)=(4x−4),
4(−x+1)−2(x+2)=(−6x),

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【単項式・多項式の計算】(中学2〜3年生)

単項式(たんこうしき)
数や文字の乗法だけでつくられた式を単項式といいます。
) 2x,   1
3
a2, x, −5

多項式(たこうしき)
単項式の和の形で表された式を、多項式といいます。
) 2x+10, 3a2+4ab+1
そのひとつひとつの単項式を、多項式のといいます。
) 3a2+4ab+1 の項は 3a2, 4ab, 1 です。
例2) 3x2−2x−5 は 3x2+(−2x)+(−5) と表せるので、多項式であり、
その項は、3x2, −2x, −5 です。

同類項(どうるいこう)をまとめる
式の中で、文字の部分が同じである項を同類項といいます。
) 5x+7y−3x+6y では、 5x と −3x, 7y と 6y が同類項です。

同類項は次のようにしてまとめることができます。
5x+7y−3x+6y
=5x−3x+7y+6y 〔項を並び替える〕
=(5−3)x+(7+6)y 〔同類項をまとめる〕
=2x+13y

−5a2−4a+3a+7a2=−5a2+7a2−4a+3a=2a2−a

多項式の加法
多項式の加法では、それらの多項式の項をすべて加えればよい。そのとき、同類項はまとめておきます。
(3x2+4x)+(2x2−5x)
=3x2+4x+2x2−5x
=3x2+2x2+4x−5x
=5x2−x
  3x2+4x
+)2x2−5x
  5x2− x

多項式の減法
多項式の減法では、ひくほうの多項式の各項の符号を変えて、加えればよい。
(3x2+4x)−(2x2−5x)
=3x2+4x−2x2+5x
=3x2−2x2+4x+5x
=x2+9x
  3x2+4x
−)2x2−5x
   x2+9x

多項式と単項式の乗法
多項式と単項式の乗法は、かっこの外の項を、かっこ内のすべての項にかければよい。(分配法則
−5(3x−y+2)=−15x+5y−10
2a(3a−5b)=2a×3a−2a×5b=6a2−10ab
−3x(x−2y+5)=−3x×x+3x×2y−3x×5=−3x2+6xy−15x

多項式を単項式でわる除法
多項式を単項式でわる除法は、かっこの外の項で、かっこ内のすべての項をわればよい。
(6a−9b)÷3= 6a−9b
    3
6a
 3
9b
 3
2
6a
 3
 1
3
9b
 3
 1
=2a−3b
文字同士でも約分できます。
(4xy2+6x2y)÷2x= 4xy2+6x2y
     2x
 =  4xy2
 2x
6x2y
 2x
 =  2 1
4 xy2
 2 x
 1 1
3 x
6 x2y
 2 x
 1 1
=2y2+3xy

■四則のまじった計算
4(2x−y)−3(2x−5y)=8x−4y−6x+15y=2x+11y
2x(x+3)+x(2−x)=2x2+6x+2x−x2=x2+8x
3x−y
   2
x−4y
   4
1
2
 (3x−y)− 1
4
 (x−4y)= 3
2
 x− 1
2
 y− 1
4
 x+y= 5
4
 x+ 1
2
 y

次数(じすう)
単項式でかけられている文字の個数を、その式の次数といいます。
3ab の次数は2です。 【3ab=3×a×b】,
−4x2y の次数は3です。 【−4x2y=(−4)×x×x×y】

多項式では、各項の次数のうちでもっとも大きいものを、その多項式の次数といいます。
x3+4x2−5x の次数は3です。(x3 の次数は3, 4x2 の次数は2, −5xの次数は1であるため、もっとも大きい次数は3だから)

■単項式どうしの乗法
単項式どうしの乗法は、係数の積に文字の積をかければよい。
3a×4b=3×a×4×b=3×4×a×b=12ab
8x×(−4y)=8×(−4)×x×y=−32xy
(−2a)×3a2=(−2)×3×a×a×a=−6a3
(−4m)2=(−4m)×(−4m)=(−4)2×m2=16m2

■単項式どうしの除法
文字を含む分数も、数と同様に約分できます。
12ab÷4b= 12ab
  4b
 3         1
12×a×b
   4×b
   1   1
=3a
8xy÷(−2x)=  8xy 
−2x
=− 8xy
 2x
=− 4   1
8×x×y
  2×x
  1   1
=−4y
1
2
 a2 2
3
 a= a2b
  2
÷ 2a
 3
a2b
  2
×  3 
2a
1
a×a×b×3
  2×2×a
            1
3
4
 ab

■乗法と除法のまじった計算
ab×b÷a2b= ab×b
  a2b
1   1
a×b×b
a×a×b
1        1
b
a

■式を簡単にしてから代入する
a= 1
2
, b=−3 のとき
2(3a−4b)−4(a−3b)=6a−8b−4a+12b=2a+4b=2× 1
2
+4×(−3)=−11

■多項式と多項式の乗法
(a+b)(c+d)=a(c+d)+b(c+d)=acadbcbd
ab のそれぞれに (c+d) をかけます〕

上の計算は、次のようにすると簡単です。
〔まず acad をかける、次に bcbd をかけます〕
(a+b)(c+d)=acadbcbd

単項式や多項式の積の形の式を、かっこをはずして単項式の和の形に表すことを、はじめの式を展開するといいます。

(x+3)(y+5)=xy+5x+3y+15
(3x+2)(x−4)=3x2−12x+2x−8=3x2−10x−8

上の計算は、下のように式を縦にならべて展開してもよい。

     3x+2
×)   x−4  
    3x2+2x        ←(3x+2)×x
       −12x−8    ←(3x+2)×(−4)
    3x2−10x−8


(a+2b−4)(a+3)=a(a+3)+2b(a+3)−4(a+3)=a2+3a+2ab+6b−4a−12
=a2−a+2ab+6b−12

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 ・公約数・最大公約数の求め方
 ・公倍数・最小公倍数の求め方

■ 二.分数の計算 (小4〜6年)
 ・分数・真分数・仮分数・帯分数
 ・約分・通分・分数の大きさ
 ・分数の足し算・引き算
 ・分数の掛け算・割り算

■三.小数の計算 (小4〜6年)
 ・小数・四捨五入,切上げ,切捨て
 ・小数の足し算,引き算
 ・小数の掛け算,割り算
 ・小数と分数のまじった計算

■四.単位の換算と面積・体積 (小4〜6年)
 ・単位の換算
 ・面積・体積・表面積の求め方

■五.正の数・負の数の計算 (中1)
 ・正の数・負の数
 ・正・負の数の加法・減法
 ・正・負の数の乗法・除法

■六.文字と式 (中1〜3年)
 ・文字の表し方
 ・代入と式の値
 ・1次式の乗法・除法
 ・1次式の加法・減法
 ・単項式・多項式の計算


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中学生からの論理的な議論の仕方
  序章 論理的に考えるメリット
第一章 論理的な主張の仕方

第二章 論理的な反論の仕方
第三章 詭弁集と反論法
第四章 権力闘争
第五章 統計のウソを見抜く方法
第六章 思考を歪める心理効果
第七章 『親業』 対立解消のプロセス

実践 論理問題集
議論練習 掲示板
厳選したリンクと書籍

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