問題編

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数学 第2章

文字式

問題編

文字を使った式の表し方と計算

問題編 — 手を動かして記録を残す。まだ不安なら先に要点編で復習。

① 導入

文字式は「決まった数」の代わりに x や a のような文字を使って、量の関係を一般的に表す道具です。 値段の計算、図形の周りの長さ、規則性のある数の並びなど、日常の場面を短い式にまとめられます。

この章では、文字式の書き方の決まり、同類項の計算、代入の3つを固めます。 ここでの計算ミスは、次の章「1次方程式」にそのまま影響します。

小学校の橋渡し

□を使った式(例:□+3=10)は、文字式の入口です。かけ算の記号を省略する約束や、分数の意味(分母で等分)を先に思い出すと、中学の文字式がつながりやすくなります。

② 基本概念

文字式の表し方の決まり

  • 乗法の記号 × は省略する。 例:a × b → ab
  • 数は文字の前に書く。 例:x × 3 → 3x
  • 同じ文字の積は累乗で表す。 例:a × a → a²
  • 除法は分数の形で表す。 例:x ÷ 3 → x/3
  • 1 × a や (−1) × a は 1 を省略する。 例:−1 × a → −a

項・係数・次数

加法だけで結ばれた式のひとまとまりを、項の中の数の部分を係数といいます。

5x − 3y + 7  → 項:5x, −3y, 7  xの係数:5  yの係数:−3

同類項

同類項とは、文字の部分がまったく同じ項のことです。同類項は係数だけをまとめて計算できます。

3x + 5x = 8x  (3xとx²は文字の次数が違うので同類項ではない)

分配法則で括弧を外す

a(b + c) = ab + ac  −(b − c) = −b + c

括弧の前が負の数のときは、括弧の中のすべての項の符号が変わります。

代入

文字式の文字に具体的な数を当てはめることを代入といい、計算した結果を式の値といいます。

負の数を代入するときは、必ず( )をつけて代入するとミスが減ります。

x = −2 のとき、x² → (−2)² = 4

単項式の乗除

単項式どうしのかけ算は係数と文字を分けて計算し、わり算は分数にしてから約分します。

(−3a) × 4b = −12ab   8x²y ÷ 2x = 4xy

③ 図解

項のしくみ

    −4  x  y²
    │   └┬┘
   係数  文字部分(次数2)
    

分配法則で括弧を外す

   −2(x − 3y)
    ↓      ↓
  −2×x   −2×(−3y)
    ↓      ↓
   −2x  +  6y
    

正方形を並べた図形(規則性)

   ┌──┬──┬──┐ ← 1辺 x cm の正方形を n 個
   │  │  │  │    すきまなく並べた長方形
   └──┴──┴──┘
   横の長さ:nx cm  縦の長さ:x cm
    

④ 例題

例1

1個150円のりんごを x 個と、1個90円のみかんを y 個買ったときの合計金額を、文字式で表しなさい。

例2

a × (−4) × b を、×の記号を使わずに表しなさい。

例3

x = −3 のとき、2x² − 5x の値を求めなさい。

負の数を代入するときは()をつける

答えのみ:

例4

3(2a − 1) − 2(a − 3) を計算しなさい。

例5

−12xy² ÷ 3xy を計算しなさい。

⑤ 基本問題

まず小学校の復習を2問。

復習1

縦8cm、横5cmの長方形の面積を求めよ。

復習2

ある数に3を加えると11になる。ある数はいくつか。

1

(−3x) × 4 =

2

8a ÷ (−2) =

3

5x − 8 + 2x + 3 =

4

−(2x − 5) =

5

x = 4 のとき、3x − 7 の値を求めよ。

6

次の式のうち、同類項であるものをすべて選べ。

式:3x²、−5x、2x²、7、x、−x²

7

6x + 2y − 3x + 5y を計算せよ。

8

−4(x − 2y) を展開せよ。

⑥ 標準問題

9

2/3 x − 1/2 x を計算せよ。

分母を6にそろえて通分する

答え:

10

3(x − 2y) − 2(2x − y) を計算せよ。

答え:

11

x = −2, y = 3 のとき、x² − 2xy + y² の値を求めよ。

式全体を()を使って代入する

答え:

12

−18a²b ÷ 6ab を計算せよ。

13

式 5x² − 3x + 7 について、項の数と x の係数をそれぞれ答えよ。

項の数:

xの係数:

⑦ 応用・実力テスト形式

14

十の位の数字が a、一の位の数字が b である2桁の整数がある。この数を文字式で表せ。 また、この数と、十の位と一の位を入れ替えた数との和を求め、その和がつねに11の倍数になる理由を説明せよ。

2桁の整数:

入れ替えた数は 10b+a。2数の和を計算してみる

15

1辺の長さが x cm の正方形を、すきまなく n 個並べて1つの長方形をつくる(③の図参照)。 この長方形の周の長さを、x, n を使った式で表せ。

横の長さは nx cm、縦の長さは x cm

答え:

16

1個 a 円のパンを4個と、1本 b 円のジュースを2本買い、1000円札を出したときのお釣りを y 円とする。 y を a, b の式で表せ。また、a = 120, b = 150 のときの y の値を求めよ。

yをa, bで表す:

a=120, b=150のときのy:

17

x を整数とするとき、連続する3つの整数の和がつねに3の倍数になることを、文字式を使って説明せよ。

真ん中の整数をxとおいて、3つの数をxの式で表す

作問定規:⑤はドリル、⑥は例題1〜2段、⑦は定期テスト後半の複合・記述。

18

現在、母の年齢は子の年齢の a 倍で、子の年齢は b 歳である。

(1) 母の年齢を a, b を用いた式で表せ。

(2) a = 3, b = 12 のとき、母の年齢を求めよ。

(3) 母と子の年齢の差を a, b の式で表せ。また、a > 1 のとき、その差はつねに正の数になる。 その理由を、(3)で作った式を使って説明せよ。

bは年齢だから必ず正の数。a-1はa>1のとき何になるか考える

19

縦 2a cm、横 3a cm の長方形から、隅にある縦 a cm、横 a cm の正方形を切り取ったL字形の図形がある。

  ┌───────┬──┐
  │       │  a │ ← 切り取った正方形(a×a)
  │  2a   ├──┘
  │       │
  └───────┘
       3a
      

(1) この図形の周の長さを a の式で表せ。

切り取っても周の長さは元の長方形と変わらないことを図で確認する

答え:

(2) この図形の面積を a の式で表せ。

大きい長方形の面積から、切り取った正方形の面積を引く

答え:

(3) a = 5 のときの、周の長さと面積をそれぞれ求めよ。

周の長さ(cm):

面積(cm²):

⑧ 確認テスト

制限時間:25分 / 満点:100点(各20点×5問)

1

−5x + 8 − (−3x) + (−2) を計算せよ。

2

x = −1/2 のとき、4x² − 6x の値を求めよ。

答え:

3

15xy ÷ (−5x) × 2y を計算せよ。

左から順に計算する

答え:

4

縦の長さが a cm、横の長さが (a + 3) cm の長方形の周の長さを、a の式で表せ。

5

何個かのりんごを3人で同じ数ずつ分けたところ、1人あたり a 個になり、2個余った。りんごの個数を a の式で表せ。

⑨ 完全解説

問題編の解答・解説は解説編を参照してください。

文字式は「言葉の式」をつくる練習が最も効果的です。何が分からない量(文字)で、何が分かっている数かを意識しましょう。

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