1.1次方程式:中学1年数学―オリジナル基礎教科書

中学数学[総目次]

中学1年数学 3章 方程式

1次方程式検定

2級:1次方程式の基礎
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1級:1次方程式による文章題の解法
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1. 方程式とその解

 直前に学んだ「2章 文字と式」の3.関係を表す式 において,等号「=」には2つの意味があることを確認しました。

 ここでは,そのうちの1つである「同じであるという関係を表す記号」という意味の「=」について,さらに深く見ていきます。

1冊 $x$ 円のノート2冊の代金は,400円である。
→ $2x=400$

  • 左辺の $2x$ というのは,1冊 $x$ 円のノート2冊の代金です。
    例えば
    ・$x=50$ (円)なら,$2\times50=100$ (円)
    ・$x=70$ (円)なら,$2\times70=140$ (円)
    です。つまり,$x$ の値によって,$2x$ の値が変化します。
  • 右辺の400は,実際の代金です。

 ノート2冊の代金 $2x$ (円)と,実際の400円という代金が,同じであるという関係,それが

$2x$$400$

です。

 この等式は,左辺が $x$ の値によって値が変化しますから,成り立つこともあれば,成り立たないこともあります。成り立つときの $x$ の値は何でしょうか?

 それは $x=200$ です。確かめてみましょう。

\[2x=2\times 200=400\]

 右辺の400と同じ値になりました。従って $x=200$ のとき,等式は成り立ちます。

 この $2x=400$ のように,$x$ の値によって,成り立ったり,成り立たなかったりする等式を,方程式(ほうていしき)といいます。

 また,$x=200$ のような,その方程式を成り立たせる $x$ の値を,その方程式の(かい)といい,解を求めることを,方程式を解く(とく)といいます。

 方程式の例題をやってみましょう。

例題1 方程式 $4x=20$ について, $x=6$ は解ですか。

こたえ

 $x=6$ のとき
\[4x=4\times6=24\]
 これは,右辺の20と同じ値ではありません。
 従って, $x=6$ はこの方程式の解ではありません。
答え 解ではない

例題2 方程式 $3x+4=25$ について,$x=7$ は解ですか。

こたえ

 $x=7$ のとき
\[3x+4=3\times7+4=25\]
 これは,右辺の25と同じ値です。
 従って, $x=7$ はこの方程式の解です。
答え 解である

例題3 方程式 $-2x=-x+6$ について,$x=-6$ は解ですか。

こたえ

 $x=-6$ のとき
\[\begin{align*}
&-2x=-2\times(-6)=12\\[5pt]
&-x+6=-(-6)+6=12
\end{align*}\]
 両辺とも,値が12になりましたから,等式が成り立ちます。
 従って, $x=-6$ はこの方程式の解です。
答え 解である

2.等式の性質

 方程式 $2x=400$ を解くと,解は $x=200$ でした。実際,

(左辺)$=2\times 200=400=$(右辺)

となるからです。では,$4x+5=-15$ や, $x=7x+12$ などはどうでしょうか。$x=1,\ 2,\ \cdots$ などを当てはめて考えるのでは,時間がかかりそうです。解が分数なら大変なことになります。

 実は,次に見る等式の性質を使えば,方程式の解が,機械的に求まります。あるいは「勝手に解にたどり着く」といってもよいかもしれません。

等式の4つの性質

①釣り合っている天びんに,同じおもりを載せても釣り合う

 釣り合っている天びんがあります。

 両方の皿に,同じおもりを置くと,

 これを等式で表すと,

$A=B$ ならば $A+C=B+C$

②釣り合っている天びんから,同じおもりを取り除いても釣り合う

 釣り合っている天びんがあります。

 両方の皿から,同じおもりを取り除くと,

 これを等式で表すと,

$A=B$ ならば $A-C=B-C$