減法の意味(1) 教科書から
正負の数の「減法」を考えるために、前提として、立式の意味としての減法と、絶対値計算のためのひき算を分けて考えなければいけない。
ここでは便宜的に、小学校で習うたし算(非負数+非負数)・ひき算(非負数ー非負数=差が非負数)と、中学校で学習する負の数を含めた加法・減法を区別して表現する。
なぜ立式の意味を考えるかというと、「その減法の式の答はこれだ!」ということを、減法の式の意味から説明するためであり、もっというと
というルールの根拠を説明するためである。
各社の教科書を見ると、「①減法の式の意味」「②ひく数の符号を変えて加法になおす」それぞれの根拠がなかなか苦しい。
引用等は、執筆時点の2021(令和3)年度版から。
減法は加法の逆算。数直線の矢印の向きを変えるのは天からのお告げ。
東京書籍)
(+8)-(+5)=□ は、□+(+5)=+8 の□にあてはまる式を求める計算。
(+2)-(+5)=△ は、△+(+5)=+2 の△にあてはまる式を求める計算。
(+2)-(-5)=○ は、○+(-5)=+2 の△にあてはまる式を求める計算。
→(原点のない、ベクトルどうしの)数直線の図になおす
→ひく数の矢印を反転させた図をもうひとつつくる
→(+8)-(+5)=□ や (+2)-(+5)=△、(+2)-(-5)=○ は、(+8)+(-5)=□ や (+2)+(-5)=△、(+2)+(+5)=○ と、たし算でも求められる。
→ このように、ひき算はたし算になおすことができる。
大日本図書)
●+2=5 の ●にあてはまる数を求める式が 5-2
⇒ (+5)-(+2)=□ は、□+(+2)=+5 の□にあてはまる式を求める計算。
(+3)-(-2)=△ は、△+(-2)=+3 の□にあてはまる式を求める計算。
→ □+(+2)=+5 や △+(-2)=+3 となる□を、(原点から出発する)数直線を使って求める。
→ 数直線の図でひく数の +2 や -2 の矢印の向きを変えると、その式はどのように表されるか?
(+5)-(+2)=□ → (+5)+(?)=□
(+3)-(+2)=△ → (+3)+(?)=△
→ この式を比べて、気づいたことを言いなさい。
・・・ひく数の符号を変えて加法になおすことができます。
数研、教育出版、日本文教も概ねこの線。
(動いた結果)-(1回目の動き)=(2回目の動き) 加法との関係は、神から気付き給えと。
学校図書)
(+5)-(+2)は、数直線上で考えると、(動いた結果)+5は(1回目の動き)+2から見て、正の向きへ3動いた位置→2回目の動きは+3であることがわかります。
(+2)-(+5)は、数直線上で考えると、(動いた結果)+2は(1回目の動き)+5から見て、負の向きへ3動いた位置→2回目の動きは-3
(+4)-(-2)は、+4は-2から見て、正の向きへ6動いた位置→2回目の動きは+6
(-6)-(-2)は、-6は-2から見て、負の向きへ4動いた位置→2回目の動きは-4
↓
次に減法と加法の関係を調べてみましょう。・・・どれが同じになるかな?
→「+5をひく」ことは,「-5をたす」ことと同じである。
「-5をひく」ことは,「+5をたす」ことと同じである。
→正、負の数の減法では,ひく数の符号を変えてたせばよい。
減法は○より□小さい数を求める計算 □小さい数⇔-□大きい数(ここは神のお告げ) ○より-□大きい数を求める計算は加法
啓林館)
減法○-(+□)は○より□小さい数を求める計算、「□小さい数⇔-□大きい数」⇒○より-□大きい数を求める計算は加法○+(-□)
減法○-(-■)は○より-■小さい数を求める計算、「-■小さい数⇔■大きい数」⇒○より■大きい数を求める計算は加法○+(+■)
↓
負の数を使って表されたことばは、例えば「-3大きい・・・3小さい」のように、負の数を使わないであらわすことができます。
このことから、ある数より負の数だけ大きい数、小さい数についても考えることができます。
(中略)
ある点より負の数だけ大きい数、小さい数は、負の数を使わない言葉で表すと、正の数だけ小さい数、大きい数の場合と同じようにして、求めることができます。
(太字引用者)
↓
正の数・負の数をひくには,符号を変えた数をたせばよい。
「符号を変えて加減を変換すれば、負の数の加減も求答できる」が、降って湧いてくるわけではない。むしろ、負の数の操作を正の数の操作に「置き換える」準備をして、その結果なのである。説明のための理屈を、正の数の大きい小さいしか知らない中1向けに、結構丁寧に示している、と言えるのではないか。
「減法などない! あるのはベクトル操作だけだ!」
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