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等式の性質 ── 両辺に同じことをしても成り立つ

方程式を解くカギは、等式を変形しても解は変わらないようなルールを使うこと。これが 等式の性質。「てんびんの両端に同じものを足しても傾かない」と覚えるとイメージがピッタリ合います。

てんびんのイメージ

等式 A = B は、てんびんが つりあっている状態。

等式はてんびんのつりあい A(左辺) B(右辺)
図1:A = B はつりあっているてんびん

このてんびんを傾けない方法 ── それが等式の性質です。

等式の4つの性質

等式の性質
両辺に同じことをしても等式は成り立つ

A = B のとき:

  1. ① 両辺に同じ数を足してもよい  A + C = B + C
  2. ② 両辺から同じ数を引いてもよい  A − C = B − C
  3. ③ 両辺に同じ数をかけてもよい  A × C = B × C
  4. ④ 両辺を同じ数(0以外)で割ってもよい  A ÷ C = B ÷ C (ただし C ≠ 0)

てんびんで考えると:

  • ① 両側に同じおもりを乗せる → つりあったまま
  • ② 両側から同じだけ取り除く → つりあったまま
  • ③ 両側を同じ倍数にする(同じ数で複製する) → つりあったまま
  • ④ 両側を同じ数で分ける → つりあったまま

性質を使って方程式を解く

方程式を解くとは、x を 1つだけ左辺に残し、右辺に値が出るように変形すること。等式の性質を使えばできます。

例1:x + 5 = 12 を解く

x の前にじゃまな「+5」を消したい。両辺から5を引く(性質②)

  x + 5 − 5 = 12 − 5

  x = 7

例2:x − 3 = 9 を解く

x の前の「−3」を消したい。両辺に3を足す(性質①)

  x − 3 + 3 = 9 + 3

  x = 12

例3:4x = 20 を解く

x の前の係数「4」を1にしたい。両辺を4で割る(性質④)

  4x ÷ 4 = 20 ÷ 4

  x = 5

例4:x/3 = 6 を解く

x の前の係数「1/3」を1にしたい。両辺に3をかける(性質③)

  x/3 × 3 = 6 × 3

  x = 18

組み合わせて使う

1つの方程式で、性質を 2回以上使うこともよくあります。

例5:3x + 4 = 19 を解く

まず +4 を消したい:両辺から4を引く(②)

  3x + 4 − 4 = 19 − 4

  3x = 15

次に係数3を消したい:両辺を3で割る(④)

  3x ÷ 3 = 15 ÷ 3

  x = 5

解く手順のコツ
  1. 「定数項を反対側に移す」感覚で、まず ± をそろえる(①②)
  2. 「係数を1にする」感覚で、最後に × ÷ をそろえる(③④)
  3. 順番を逆にすると面倒になる ── ① ② を先、③ ④ を後 がベター
つまずきポイント:両辺ともに変形する
  • 「片方だけ計算する」のは× 。必ず両辺に同じことをする
  • 例:x + 5 = 12 で、左辺だけ −5 して x = 12 と書くのはNG。右辺も −5 して x = 7。

練習問題

問題1(基本)
等式の性質を使って次を解きなさい。
  1. x + 7 = 15
  2. x − 4 = 9
  3. 5x = 30
  4. x/2 = 8
答えを見る

(1) 両辺−7 → x = 8

(2) 両辺+4 → x = 13

(3) 両辺÷5 → x = 6

(4) 両辺×2 → x = 16

問題2(組み合わせ)
次を解きなさい。
  1. 2x + 3 = 11
  2. 4x − 5 = 7
  3. x/3 + 2 = 5
答えを見る

(1) 両辺−3 → 2x = 8、両辺÷2 → x = 4

(2) 両辺+5 → 4x = 12、両辺÷4 → x = 3

(3) 両辺−2 → x/3 = 3、両辺×3 → x = 9

問題3(負の数)
次を解きなさい。
  1. x + 8 = 3
  2. −2x = 14
答えを見る

(1) 両辺−8 → x = 3−8 = −5

(2) 両辺÷(−2) → x = 14÷(−2) = −7

まとめ

  • 等式 A=B は てんびんがつりあった状態
  • 等式の性質:両辺に同じ数を 足す・引く・かける・割る(0で割るのは禁止)してもつりあいは保たれる。
  • 方程式を解く=この性質を使って x = ○ の形に変形する。
  • 順序:先に ±(定数)、後に ×÷(係数)