ちいさな証明探偵団

消えたおやつの請求書

3袋のお弁当。各袋にパン2個とおやつ1個。なのに請求書には、おやつが1個しかない。

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a(b + c) = ab + ac

全8話の 2 話目

この話で持ち帰ること

かっこの中の両方に、同じ数をかける理由を言える。

一つずつ読めば大丈夫。時間制限はありません。困ったら、いつでも「わからない」を開けます。

読む前は、どんな感じ?(任意)

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まず、言葉の意味から

分配法則は、かけ算を足し算の各項へ配る規則。abはa × bの略で、かっこは和をひとまとめにします。

「実数」って何?

数直線上に表せる数が実数です。整数、分数、√2のような数も含みます。ケーキの絵が正の長さを使っていても、計算の規則で示した公式は、この範囲の数に使えます。

前の考え方が気になったら:ケーキ天秤の大事件

b:2c:1b:2c:1b:2c:13 × (2 + 1)

あやしい作戦

ミカは3袋にパン2個とおやつ1個ずつ。ピップ「3かける2、たす1。7個!」

どの袋にも、b個とc個の両方が入っている。

3 × 2 = 63 × 1 = 3同じ中身を、二つの種類へ。

見つかった手がかり

おやつたちが抗議した。1個は遠足全体ではなく、それぞれの袋に入っている。

何も増やさず減らさず、種類ごとに並べ替え。どちらもa袋ぶん。

3 × 2 = 63 × 1 = 3ab + ac = 6 + 3 = 9

事件のひっくり返し

ミカは袋ごとに3 × (2 + 1)。ピップは種類ごとに3 × 2 + 3 × 1。どちらも9個。返金騒ぎは収まった。

二組を合わせてab + ac。実数全体で使う基本法則については、下の証明で区別するよ。

数字を変えて実験

数を変えて、感覚をつかもう。数値の確認は、すべての値についての証明とは別です。

コマ ↔ 証明

証明の一歩 1 / 3

b:2c:1b:2c:1b:2c:13 × (2 + 1)
どの袋にも、b個とc個の両方が入っている。
3 × (2 + 1) = 6 + 3 = 9
いま動かした、証明の一歩

袋が0以上の整数a個なら、(b + c)をa回足すと考えます。

図は、表示した論証の手順を表します。数値の例だけで、仮定やすべての場合の証明の代わりにはしません。

一歩ずつ、証明しよう

主張と条件
実数a、b、cではa(b + c) = ab + ac。袋の説明が直接示すのは、0以上の整数を数える場合です。

  1. 袋が0以上の整数a個なら、(b + c)をa回足すと考えます。
  2. bの項とcの項をそれぞれ集めます。ab + acとなり、同じ物を二通りに数えました。
  3. 任意の実数では、分配法則は計算の基本法則です。正の袋の絵だけで全実数の場合を証明したとはしません。この法則を後の公式の証明に使います。

ピップが、また何か思いついた

4(x + 2)の請求書、正しいのは?

選択肢の説明: 4x + 2

2も4袋ぜんぶに入っています。2のほうにも4をかけましょう。

選択肢の説明: 4x + 8

そう。4x + 4 × 2です。どちらの品物も4袋ぶんあります。

どこまで、つながった?

小さな確認を2つしたあと、自分で振り返ります。ヒントを見ても、やり直しても大丈夫。ここで確かめるのは、この2問についてです。

1. 4(x + 2)の請求書、正しいのは?

理由を図で見直す →
2. 2(y + 3)を展開すると?

理由を図で見直す →

いまは、どんな感じ?(任意)

この話の振り返り記録

最初の答えと、見直したあとの答えをここにまとめます。

次は、どの「なぜ?」へ?

点数も、閉じた扉もありません。いつでも定義へ戻れます。

ここで読むのは学習用の論証と数値実験で、Leanの実行ではありません。先の解説ページでは、形式的な原文と説明を区別しています。

わからない・道に迷った

ミカのたすけ舟

消えたおやつの請求書

今は、一つだけ

番号の順に、今見えているひとまとまりを読みます。下の大きな「次へ」ボタンで進もう。前のまとまりにも戻れます。

言葉をほどこう

  • abはa × bの略。
  • a(b + c):b + cをひとまとめにして、a倍すること。
  • 分配:両方の項にかけてから、足すこと。
この話の言葉に戻る →

小さな手がかり

どの袋にも、パンとおやつが入っています。3袋なら、パンもおやつも3袋ぶん。片方だけを3倍にはしません。

図でゆっくり確かめる →

閉じれば、読んでいた場所に戻れます。このページに合わせて用意したヒントです。