分数ってそもそも何?|小学生/算数

勉強コラム

小学校3年生で習い始める分数ですが、最初はその意味や計算につまづいた人も多いのではないでしょうか。
この記事では分数について、計算方法はもちろん、その歴史から解説していきます。

目次

分数とは何か


分数は、数の表現方法の一つであり、整数同士の割り算を表現するために使用されます。
分数は、分子と分母と呼ばれる2つの整数で表され、分子は分数の上部に位置し、分母は分数の下部に位置します。分子は分母で割る数を表し、分母は分数の単位を表します。

1/2、3/4、5/8などは分数の例です。ここで、1・3・5は分子であり、それぞれの分数の単位を表しています。2・4・8は分母で分数の単位の分割数を表しており、1つの単位がいくつの等分に分けられるかを示しています。

分数は、部分的な量や比率を表すのに便利です。例えば、リンゴ1/2個はリンゴ1個の半分を表しますし、3/4の時間は1時間を4等分した中の3つの部分を表します。

分数の歴史は?

分数は非常に古い歴史を持っています。最初の分数の形態は、古代エジプトの時代に遡ることができます。
紀元前3千年紀ごろ、エジプトの数学者たちは、分数を使って長さや面積を表現しました。
古代エジプトの分数は、単位分数(分子が1で分母が正の整数)として表現されました。
たとえば、1/2や1/3といった形です。彼らはまた、単位分数を足し算や引き算する方法も知っていました。

古代ギリシャでも、分数の概念が発展しました。ピタゴラスやユークリッドといったギリシャの数学者たちは、分数をより体系的に扱い、分数の比較や演算法則を研究しました。

中世ヨーロッパでは、分数が商(割り算)としての意味を持つようになりました。この時期には、分母と分子を表すために独立した記号が使用されるようになりました。

近代の数学において、分数は非常に重要な役割を果たしています。分数は実数や無理数とともに、数の表現や計算において欠かせない概念となっています。

また、分数は割合や比率を表すためにも使用されます。
現代の数学では、分数の操作や性質についてさらに深く理解されており、数学のさまざまな分野で広く応用されています。

分数の種類は?

分数にはいくつかの種類があります。以下に一般的な分数の種類をいくつか挙げます。

■1:真分数
分子が分母よりも小さいか等しい分数のことです。 
例えば 
1/2
3/4

■2:仮分数(偽分数)
分子が分母よりも大きい分数のことです。
例えば
5/4
7/3

■3:帯分数
整数部と分数部からなる分数のことです。
例えば、
2 1/3
5 2/5

分数の計算方法は?

分数の計算をするうえで大切な操作があります。約分と通分です。

■約分
分数を最も簡単な形にするために、分子と分母の両方を共通の約数で割る操作です。
約分を行うことによって、分数の値は変わりませんが、分数の表現がより簡潔な形になります。
例えば、分数 4/8 を約分すると、分子と分母の最大公約数である 4 で割ることができます。
結果として、4/8 は 1/2 という簡単な形になります。

■通分
異なる分母を持つ分数を同じ分母を持つように変形する操作です。通分を行うことによって、分数同士の比較や計算が容易になります。通分をするためには、分数の分母同士の最小公倍数を求め、分子と分母をそれぞれ最小公倍数で割って同じ分母を持つ分数に変形します。例えば、分数 2/3 と 1/4 を通分する場合、分母の最小公倍数である 12 を新たな分母として使用します。2/3 を変形すると、分子と分母を 4 でかけることで 8/12 となります。同様に、1/4 を変形すると、分子と分母を 3 でかけることで 3/12 となります。結果として、2/3 と 1/4 はともに 8/12 という同じ分母を持つ分数に変形されました。

分数の計算方法には、加算、減算、乗算、除算の4つの基本演算があります。

■加算
分数の加算は、分母が同じ場合と異なる場合で計算方法が異なります。

分母が同じ場合:分子を加算し、そのまま分母を保持します。
例えば、1/4 + 3/4 = (1 + 3) / 4 = 4/4 = 1

分母が異なる場合:分母を同じくして、分子を加算します。
例えば、1/4 + 2/3 = (1 × 3)/(4 × 3) + (2 × 4)/(3 × 4) = 3/12 + 8/12 = (3 + 8)/12 = 11/12

■減算
分数の減算も、分母が同じ場合と異なる場合で計算方法が異なります。

分母が同じ場合:分子を減算し、そのまま分母を保持します。
例えば、3/5 – 1/5 = (3 – 1) / 5 = 2/5

分母が異なる場合:分母を同じくして、分子を減算します。
例えば、4/7 – 2/5 = (4 × 5)/(7 × 5) – (2 × 7)/(5 × 7) = 20/35 – 14/35 = (20 – 14)/35 = 6/35

■乗算
分数の乗算は、分子同士を乗算し、分母同士を乗算します。
例えば、2/3 × 5/4 = (2 × 5)/(3 × 4) = 10/12 = 5/6

■除算
分数の除算は、分子を分子で、分母を分母で乗算します。
例えば、3/4 ÷ 2/5 = (3 × 5)/(4 × 2) = 15/8

また、分数を小数に変換する方法もあります。分子を分母で割ることで小数に変換できます。
例えば、2/5=2÷5= 0.4

まとめ

分数は現代社会において広範な領域で使用され、重要な役割を果たしています。
分数の理解と計算能力は、個人や社会全体の能力向上に寄与しています。