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1次式と数の乗法・除法 ── 分配法則と逆数の活用

「3(x − 2)」を計算するには、1章の 分配法則 がそのまま使えます。「(6x − 9) ÷ 3」なら、1章で学んだ 逆数 を使ってかけ算に変身。今回はこの2つの計算を、文字式版として整理します。

1次式 × 数:分配法則を使う

分配法則(文字式版)
カッコの中の各項に、外の数をかける

a × (b + c) = ab + ac

1章の分配法則をそのまま文字式に適用。カッコの中の各項に1つずつ外の数をかける。

分配法則:3(x − 2) を展開する 3 (x 2) 3 × x 3 × 2 3x − 6 外の3を、カッコの中のxにも、−2にもかける
図1:3(x − 2) = 3x − 6

例題

例1:4(x + 5) = 4×x + 4×5 = 4x + 20

例2:5(2a − 3) = 5×2a − 5×3 = 10a − 15

例3:−2(x + 7) = −2×x + (−2)×7 = −2x − 14

例4:−3(2y − 4) = (−3)×2y + (−3)×(−4) = −6y + 12

マイナスでくくるときの符号
  • 外の数が負の数のとき、カッコ内すべての符号が反転すると覚えてもよい。
  • 例:−3(2y − 4) = −6y + 12 ← 2y は −6y、 −4 は +12 になる。
  • カッコのはずし方(前回)の「−( ) は符号反転」と同じロジック。

1次式 × 数:かける数が後ろにある場合

(x + 5) × 3 のように、数がカッコの後ろにあっても、ルールは同じ(交換法則)。

例:(2a − 3) × 5 = 5(2a − 3) = 10a − 15

1次式 ÷ 数:逆数の乗法に直す

(6x − 9) ÷ 3 のような割り算は、1章のルール「割る = 逆数をかける」を使ってかけ算に変身させます。

1次式の除法
逆数を使ってかけ算に変える

(2a + 6) ÷ 2 = (2a + 6) × (1/2)

分配法則で各項に 1/2 をかける = 各項を 2 で割る、と考えてもよい。

例1:(6x − 9) ÷ 3

= (6x − 9) × (1/3)

= 6x×(1/3) − 9×(1/3)

2x − 3 (各項を3で割っただけ)

例2:(8a + 12) ÷ 4

= (8a)/4 + 12/4 = 2a + 3

例3:(10x − 5) ÷ (−5)

= (10x)/(−5) + (−5)/(−5)

= −2x + 1 = −2x + 1 (負の数で割ると符号が逆転)

分数係数の式 × 数

係数が分数のときも、分配法則は同じ。

例:6 × ((1/2)x − (1/3))

= 6×(1/2)x − 6×(1/3)

= 3x − 2 = 3x − 2

* 分母を払うように外の数を選ぶと、分数を整数にできる。3章の方程式で頻出のテクニック。

計算の混合

加法・減法と乗法・除法が混ざった式は、カッコをはずして同類項をまとめるの流れで。

例:3(2x − 1) − 2(x + 4)

分配法則でカッコをはずす

= 6x − 3 − 2x − 8

同類項をまとめる

= (6x − 2x) + (−3 − 8)

4x − 11

練習問題

問題1(乗法)
次を計算しなさい。
  1. 3(x + 4)
  2. 5(2a − 1)
  3. −2(y + 7)
  4. −4(3x − 2)
答えを見る

(1) 3x + 12

(2) 10a − 5

(3) −2y − 14

(4) −12x + 8

問題2(除法)
次を計算しなさい。
  1. (8x + 12) ÷ 4
  2. (15a − 10) ÷ 5
  3. (6x − 9) ÷ (−3)
答えを見る

(1) (8x)/4 + 12/4 = 2x + 3

(2) (15a)/5 − 10/5 = 3a − 2

(3) (6x)/(−3) − 9/(−3) = −2x + 3

問題3(混合)
次を計算しなさい。
  1. 2(x + 3) + 5(x − 1)
  2. 4(3a − 2) − 3(a + 1)
答えを見る

(1) 2x+6+5x−5 = (2x+5x)+(6−5) = 7x + 1

(2) 12a−8−3a−3 = (12a−3a)+(−8−3) = 9a − 11

まとめ

  • 1次式 × 数:分配法則で、カッコの中の各項に外の数をかける。
  • 外の数が負の数のときは すべての項の符号が反転する。
  • 1次式 ÷ 数:各項を割る数で割る(または逆数をかける)。
  • 加減と乗除が混ざった式:カッコをはずす → 同類項をまとめるの流れで。