平方根の加減と有理化

平方根の加減とは、2√3+3√3のように同じ√どうしをまとめて計算すること(√2+√3のようにちがう√はまとめられません)。中3数学のこの単元では、a√bに簡単にしてからまとめる手順と、分母の√を消す有理化のやり方を図でわかりやすく解説します。

先に答え

根号のたし算・ひき算は同じ  \sqrt{\ } どうしだけまとめられます(23+33=532\sqrt3+3\sqrt3=5\sqrt3)。2+3\sqrt2+\sqrt3 はまとめられません(5\sqrt5 ではない)。まず aba\sqrt b の形に簡単にしてからまとめるのがコツで、8+2=22+2=32\sqrt8+\sqrt2=2\sqrt2+\sqrt2=3\sqrt2。分母の有理化は分母と同じ  \sqrt{\ } を分母分子にかけて、12=22\dfrac{1}{\sqrt2}=\dfrac{\sqrt2}{2} とします。

◎このページのゴール

平方根の加減(同類項のまとめ)と、分母の有理化ができるようになる。

2+3\sqrt2+\sqrt3 は 5\sqrt5? ——いいえ、これはまとめられません。√のたし算は「同じ√どうし」だけ。文字式で xx と yy がまとめられないのと同じです。最後に、分母の√を消す「有理化」も攻略します。

加減は「同じ√どうし」だけ

3\sqrt3 を1つのまとまり(文字の xx のようなもの)と考えます。同じ 3\sqrt3 どうしなら、個数をたし引きできます。

23+33=532\sqrt3+3\sqrt3=5\sqrt3 √3√3+√3√3√3=5√3同じ √3 が 2個+3個=5個

✓理解チェック1

25+452\sqrt{5}+4\sqrt{5} を計算すると?
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答え:656\sqrt{5}

同じ 5\sqrt{5} が 22 個と 44 個で、合わせて 66 個。(2+4)5=65(2+4)\sqrt{5}=6\sqrt{5} です。√の中の数はたしません。

√2+√3 がまとめられない理由

2\sqrt2 と 3\sqrt3 はちがう種類(ちがう√)。種類がちがうものは1つにまとめられません。

✕よくある間違い

2+3=5\sqrt2+\sqrt3=\sqrt5 はまちがい。確かめると 2≈1.41\sqrt2\approx1.41、3≈1.73\sqrt3\approx1.73 で和は約 3.143.14。一方 5≈2.24\sqrt5\approx2.24。まったく違います。x+yx+y を 11 つにできないのと同じです。

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セナ

じゃあ √8 + √2 もまとめられないの?

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ホクト先生

それはまとめられる! 8=22\sqrt8=2\sqrt2 に直すと、どちらも 2\sqrt2 の仲間になる。だから「まず簡単にしてから」が大事なんだ。

✓理解チェック2

2+3\sqrt{2}+\sqrt{3} が 5\sqrt{5} にならない理由は?
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答え:2\sqrt{2} と 3\sqrt{3} はちがう種類の√で、ちがう√どうしは1つにまとめられないから

文字式の x+yx+y を1つにまとめられないのと同じです。実際、2+3≈3.14\sqrt{2}+\sqrt{3}\approx3.14 ですが 5≈2.24\sqrt{5}\approx2.24 で、値もまったくちがいます。

まず簡単にしてからまとめる

8+2=22+2=32\sqrt8+\sqrt2=2\sqrt2+\sqrt2=3\sqrt2

一見ちがう√でも、aba\sqrt b に直すと同じ仲間になることがあります。加減の前に、必ず√を簡単にしましょう。

✓理解チェック3

12+3\sqrt{12}+\sqrt{3} を計算すると?
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答え:333\sqrt{3}

12=23\sqrt{12}=2\sqrt3。だから 23+3=332\sqrt3+\sqrt3=3\sqrt3 です。

✓理解チェック4

50−8\sqrt{50}-\sqrt{8} を計算すると?
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答え:323\sqrt{2}

50=52\sqrt{50}=5\sqrt{2}、8=22\sqrt{8}=2\sqrt{2}。同じ 2\sqrt{2} どうしなので 52−22=325\sqrt{2}-2\sqrt{2}=3\sqrt{2} です。

有理化:分母の√を消す

12\dfrac{1}{\sqrt2} のように分母に√があると扱いにくいので、分母・分子に同じ√をかけて、分母を整数に直します。これを有理化といいます。

12=1×22×2=22\dfrac{1}{\sqrt2}=\dfrac{1\times\sqrt2}{\sqrt2\times\sqrt2}=\dfrac{\sqrt2}{2} 1√2×√2×√2√22分母の √2 ×√2 = 2(整数になる)

例:33=333=3\dfrac{3}{\sqrt3}=\dfrac{3\sqrt3}{3}=\sqrt3。

✓理解チェック5

15\dfrac{1}{\sqrt5} を有理化すると?
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答え:55\dfrac{\sqrt5}{5}

分母・分子に √5 をかけて 55×5=55\dfrac{\sqrt5}{\sqrt5\times\sqrt5}=\dfrac{\sqrt5}{5} です。

✓理解チェック6

63\dfrac{6}{\sqrt3} を有理化して簡単にすると?
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答え:232\sqrt3

分母・分子に 3\sqrt3 をかけると 633\dfrac{6\sqrt3}{3}。約分して 232\sqrt3 です。

やってみよう(練習問題)

やってみよう①(基本:同じ√どうしの加減)

同じ√どうしは、個数をたし引きできます。

  1. 45−54\sqrt5-\sqrt5
  2. 27+572\sqrt7+5\sqrt7
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  1. 45−5=(4−1)5=354\sqrt5-\sqrt5=(4-1)\sqrt5=3\sqrt5(確かめ:5≈2.24\sqrt5\approx2.24、45≈8.944\sqrt5\approx8.94、8.94−2.24≈6.71≈358.94-2.24\approx6.71\approx3\sqrt5 ◎)
  2. 27+57=(2+5)7=772\sqrt7+5\sqrt7=(2+5)\sqrt7=7\sqrt7(確かめ:個数が 2+5=72+5=7 個になるだけ ◎)

やってみよう②(標準:簡単にしてからまとめる)

まず aba\sqrt b に直してから、同じ√どうしをまとめましょう。

  1. 18+2\sqrt{18}+\sqrt2
  2. 27−12\sqrt{27}-\sqrt{12}
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  1. 18=9×2=32\sqrt{18}=\sqrt{9\times2}=3\sqrt2。よって 32+2=423\sqrt2+\sqrt2=4\sqrt2(確かめ:(42)2=16×2=32(4\sqrt2)^2=16\times2=32、18≈4.24\sqrt{18}\approx4.24、+2≈1.41+\sqrt2\approx1.41 で計 5.66≈425.66\approx4\sqrt2 ◎)
  2. 27=33, 12=23\sqrt{27}=3\sqrt3,\ \sqrt{12}=2\sqrt3。よって 33−23=33\sqrt3-2\sqrt3=\sqrt3(確かめ:27≈5.20\sqrt{27}\approx5.20、12≈3.46\sqrt{12}\approx3.46、差 ≈1.73≈3\approx1.73\approx\sqrt3 ◎)

やってみよう③(応用:有理化と加減の組み合わせ)

分母に√があれば有理化し、同じ√どうしをまとめましょう。

  1. 23\dfrac{2}{\sqrt3} を有理化
  2. 3+33\sqrt3+\dfrac{3}{\sqrt3} を計算
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  1. 分母・分子に 3\sqrt3 をかけて 23=233×3=233\dfrac{2}{\sqrt3}=\dfrac{2\sqrt3}{\sqrt3\times\sqrt3}=\dfrac{2\sqrt3}{3}(確かめ:3×3=3\sqrt3\times\sqrt3=3 で分母が整数になった ◎)
  2. まず 33=333=3\dfrac{3}{\sqrt3}=\dfrac{3\sqrt3}{3}=\sqrt3 と有理化。よって 3+3=23\sqrt3+\sqrt3=2\sqrt3(確かめ:33≈31.73≈1.73≈3\dfrac{3}{\sqrt3}\approx\dfrac{3}{1.73}\approx1.73\approx\sqrt3 ◎、合計 ≈3.46≈23\approx3.46\approx2\sqrt3 ◎)

家おうちの方へ

√の加減は「文字式の同類項」と同じだと結びつけると一気に理解できます(23+332\sqrt3+3\sqrt3 は 2x+3x2x+3x と同じ感覚)。つまずきの定番は 2+3=5\sqrt2+\sqrt3=\sqrt5。実際の小数で確かめさせると「違う」と納得できます。有理化は「分母の√に同じ√をかけると整数になる」一点を押さえれば大丈夫です。

これで中3「平方根」は完全攻略です! 平方根は二次方程式(解の公式・平方根の利用)や三平方の定理で必ず使います。あやしくなったら、いつでもこの図に戻ってきてください。

📌 1分まとめ(声に出して読もう)

  • たし算ひき算は同じ√どうしだけまとめる(23+33=532\sqrt3+3\sqrt3=5\sqrt3)。文字式と同じ。
  • 2+3\sqrt2+\sqrt3 はまとめられない(5\sqrt5 ではない)。
  • まず aba\sqrt b に簡単にしてからまとめる(8+2=22+2=32\sqrt8+\sqrt2=2\sqrt2+\sqrt2=3\sqrt2)。
  • 有理化=分母の√を消す:分母・分子に同じ√をかける(12=22\dfrac{1}{\sqrt2}=\dfrac{\sqrt2}{2})。

よくある質問

平方根(√)のたし算・ひき算はどうやって計算しますか?

同じ√どうしだけをまとめて、√の前の数(個数)をたし引きします。たとえば 2√3+3√3=5√3 です。文字式で 2x+3x=5x とまとめるのと同じ感覚で、ちがう√どうしは1つにまとめられません。

なぜ √2+√3=√5 にはならないの?

√2 と √3 はちがう種類の数で、種類がちがうものは1つにまとめられないからです。実際の小数で確かめると、√2は約1.41、√3は約1.73で和は約3.14ですが、√5は約2.24とまったくちがう値になります。文字式の x+y を1つにまとめられないのと同じです。

√8+√2 のように、見た目がちがう√はまとめられますか?

まず√の中を簡単にしてから確かめます。√8=2√2 と直すと、どちらも√2の仲間になるので、2√2+√2=3√2 とまとめられます。加減の前に、必ず√を a√b の形に簡単にするのが手順です。

分母の有理化とは何ですか?やり方も教えてください。

分母に√があるとき、分母・分子に同じ√をかけて、分母を整数に直すことです。たとえば √2分の1(1/√2)は、分母・分子に√2をかけると分母が √2×√2=2 になり、2分の√2(√2/2)になります。分母の√に同じ√をかけると整数になる、という一点がポイントです。

この単元でつまずいたとき、家庭でできること

  1. 根号をふくむ式の計算(a√bへの変形)に戻る
    つまずきの原因は、たいてい1つ前の単元にあります。まずそこを確かめてください。
  2. 印刷して、手を動かす
    読んでわかっても、手が動くとは限りません。無料のプリントを刷って、量をこなしてください。
  3. 説明役を、外部にまかせる
    教える側が説明しきれないときは、無料体験のある外部のサービスで様子を見る方法もあります。
#平方根#有理化#加減#中3数学