【算数】分数の割り算はなぜひっくり返す?逆数を掛ける理由まで解説

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すくぞう
すくぞう

博士!いよいよ分数計算最大の難所、「割る数をひっくり返して掛ける」だよ。

学校で「割る数の上と下を入れ替えて掛け算にする」って教わったけど、なんで割っているのに掛け算になるの?ひっくり返す意味が分からないよ!

博士
博士

ふふふ、ついに来たのう。
ここは小中学生だけでなく、大人の学び直しでも最も疑問の声が多いポイントじゃ。

「分数計算がつながるシリーズ」の第3回は、この「ひっくり返す理由」を2つの視点から完璧に解き明かしていくぞ。

すくぞう
すくぞう

丸暗記じゃなくて、ちゃんと納得したいよ!

博士
博士

任せておきなさい。

まずは日常のイメージで分かる理由から入るとしよう。

割り算の本来の意味(「いくつ分入っているか」)

すくぞう
すくぞう

割り算って「分ける」ことだよね?

博士
博士

うむ。割り算には「〇個の中に、△がいくつ分入っているか」を求める意味があるのじゃ。

たとえば 6 \div 2 = 3 は、「6の中に2が3個入っている」という意味じゃな。

すくぞう
すくぞう

うん、それは分かるよ。

博士
博士

では、「 3 \div \dfrac{1}{2} 」という計算はどういう意味になるかな?

すくぞう
すくぞう

「3の中に、 \dfrac{1}{2} がいくつ入っているか」ってこと?

博士
博士

その通りじゃ!

ピザで考えてみよう。手元にホールピザが3枚あるとするじゃろ。

その3枚のピザの中に、「半分( \dfrac{1}{2} )のピザ」は全部で何個入っているかな?

すくぞう
すくぞう

えーっと、1枚のピザの中に半分のピザは2個入っているから……
3枚のピザの中には、2 × 3 = 6個入っているよ!

博士
博士

正解じゃ!

ピザ1枚につき2個入っているから、ピザ3枚なら 3 \times 2 = 6 個になるのじゃな。

3 \div \dfrac{1}{2} = 3 \times 2 = 6

すくぞう
すくぞう

あっ!「 \div \dfrac{1}{2} (半分で割る)」という計算をしたはずなのに、答えを出すための計算は「 \times 2 (2倍する)」になっている!

博士
博士

よく気づいたの。

「半分という小さいサイズで割る」ということは、「1個あたり2個取れる」ということじゃから、結果的に「元の数を2倍する」のと同じ結果になるのじゃ。

だから、割る数の分母と分子をひっくり返して \times 2 を掛ける計算になるのじゃよ。

数学的な仕組み(分母を「1」にする大作戦)

すくぞう
すくぞう

イメージとしてはすごく分かったよ!

でも、分数が \dfrac{3}{4} みたいに複雑になったとき(例: 2 \div \dfrac{3}{4} )はどう説明するの?

博士
博士

うむ、どんな分数でも成り立つ「数学的な仕組み」も見ておこう。

結論から言うと、「分数の下(分母)にあるややこしい分数を『1』にする大作戦」なのじゃ。

すくぞう
すくぞう

分母を1にする?

博士
博士

割り算は、分数に変形できるのじゃったな。(例: 6 \div 2 = \dfrac{6}{2}

同じように 2 \div \dfrac{3}{4} を分数にしてみると、下のように「分数の中に分数が入った形」になるのじゃ。

\dfrac{\quad 2 \quad}{\frac{3}{4}}

すくぞう
すくぞう

うわぁ、下(分母)に \dfrac{3}{4} が入っていて、すごく見づらいね……。

博士
博士

そうじゃろ?この邪魔な分母の \dfrac{3}{4} を「1」に変えて消してしまいたいのじゃ。

分数には「分子と分母の両方に同じ数を掛けても大きさは変わらない」という大原則があるじゃろ?

すくぞう
すくぞう

うん、通分のときにも使ったルールだね。

博士
博士

では、分母の \dfrac{3}{4} に何を掛けたら「1」になるかな?

すくぞう
すくぞう

あっ!ひっくり返した数 \dfrac{4}{3} を掛けたら、 \dfrac{3 \times 4}{4 \times 3} = \dfrac{12}{12} = 1 になって 1 になるよ!

博士
博士

正解じゃ!

だから、分母と分子の両方に \dfrac{4}{3} を掛け算するのじゃ。

\dfrac{2 \times \dfrac{4}{3}}{\dfrac{3}{4} \times \dfrac{4}{3}} = \dfrac{2 \times \dfrac{4}{3}}{1} = 2 \times \dfrac{4}{3}

すくぞう
すくぞう

うわあ!分母が「1」になって消えたから、上に「 2 \times \dfrac{4}{3} 」だけが残った!

博士
博士

その通りじゃ!

分母の邪魔な分数を「1」にして消すために、上と下にあらかじめ逆数(ひっくり返した数)を掛けるのじゃ。

その結果として、最終的に「割る数をひっくり返して掛ける」という便利な計算手順だけが手元に残るのじゃよ。

すくぞう
すくぞう

あの「ひっくり返して掛ける」というルールは、分母を1にするための完璧なショートカット手順だったんだね!

分数の割り算の手順まとめ

すくぞう
すくぞう

意味も仕組みも完全に分かったよ!

博士
博士

うむ、理屈が分かったところで実際の計算手順を整理しておこう。

手順1:割り算の記号 \div を掛け算の記号 \times に変える。
手順2:\div の直後にある分数の分子と分母を入れ替える(逆数にする)。
手順3:掛け算のルールに従い、斜め約分をしてから分子同士・分母同士を掛け算する。

すくぞう
すくぞう

\div の後ろの数だけ」をひっくり返すのがポイントだね!

確かめ練習問題

すくぞう
すくぞう

問題で練習してみるよ。

解答・解説

(1) 答え: 12

解説:

割る数 \dfrac{1}{3} の分子と分母をひっくり返して \times 3 にします。

4 \times 3 = 12

(2) 答え: \dfrac{9}{10}

解説:

割る数 \dfrac{2}{3} をひっくり返して \times \dfrac{3}{2} にします。

\dfrac{3}{5} \times \dfrac{3}{2} = \dfrac{9}{10}

解答・解説

(1) 答え: \dfrac{2}{3}

解説:

割る数をひっくり返して掛け算にし、斜め約分を行います。

4 と 2 を 2 で割り、3 と 9 を 3 で割ります。

\dfrac{4}{9} \times \dfrac{3}{2} = \dfrac{2 \times 1}{3 \times 1} = \dfrac{2}{3}

(2) 答え: \dfrac{3}{4}

解説:

割る数をひっくり返して掛け算にし、斜め約分を行います。

5 と 10 を 5 で割り、9 と 6 を 3 で割ります。

\dfrac{5}{6} \times \dfrac{9}{10} = \dfrac{1 \times 3}{2 \times 2} = \dfrac{3}{4}

まとめ

すくぞう
すくぞう

「ひっくり返す理由」が日常のイメージと数学の仕組みの両方から納得できたよ!

博士
博士

これで「足し算・引き算」「掛け算」「割り算」という分数の3大計算の仕組みをすべて解き明かしたのじゃ。

すくぞう
すくぞう

うん!これで分数計算はバッチリ……
あ、そういえば「帯分数」と「仮分数」の計算ってどうすればいいんだっけ?

博士
博士

おお、良いところに気づいたの。

「なぜ計算するときは帯数分数をわざわざ仮分数に直すのか?」という疑問じゃな。

次回(第4回・最終回)は「帯分数と仮分数の役割分担と使い分け」について解説して、このシリーズを締めくくるぞ!

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