算数

面積めんせき公式こうしきはなぜ「÷2」がつく? — 三角形さんかくけい台形だいけいも、長方形ちょうほうけいにもどせばいい

面積めんせき公式こうしきは、4つも5つもてきます。三角形さんかくけい底辺ていへん×たかさ÷2、平行四辺形へいこうしへんけい底辺ていへん×たかさ、台形だいけいは(上底じょうてい下底かていたかさ÷2、ひしがた対角線たいかくせん×対角線たいかくせん÷2。÷2がつくものと、つかないものがある——ここでこんがらがって、テストのたびにおもせなくなる人がおおいところです。

でも、この4つはバラバラの知識ちしきではありません。ぜんぶ「長方形ちょうほうけいにもどす」という1つのかんがかたからてきます。そして÷2は、暗記あんきする記号きごうではなく「2つぶんつくったから、半分はんぶんもどしるし」です。それがかると、おぼえるのは4つではなく1つになります。

土台どだい長方形ちょうほうけいだけ

面積めんせきは「1ぺんが1cmの正方形せいほうけい何個分なんこぶんあるか」であらわします。だから長方形ちょうほうけいかぞえるまでもありません。たてに3れつよこに5れつならんでいれば3×5=15個分こぶんたて×よこ、これだけが最初さいしょからある土台どだいです。

長方形の面積は、たて×横で数えられる図

ほかのかたちには、このかぞかたがそのままでは使つかえません。だからむかしひとがしたことは1つだけ。かたちったりしたりして、長方形ちょうほうけいにもどしたのです。

平行四辺形へいこうしへんけいってうつすだけ(だから÷2がない)

平行四辺形へいこうしへんけいは、ひだりにはみした三角形さんかくけいって、みぎのへこみへうつします。ぴったりはまって長方形ちょうほうけいになります。

平行四辺形の左端を切って右へ移すと長方形になる図

ここで大事だいじなのは、かみしていないこと。ってなおしただけなので、ひろさはわりません。できた長方形ちょうほうけいのたてはたかさ、よこ底辺ていへん。だから平行四辺形へいこうしへんけい底辺ていへん×たかで、÷2はつきません。

ここでをつけたいのが「たかさ」です。たかさはななめのへんながさではなく、底辺ていへんにまっすぐ垂直すいちょくてたせんながってうつおもかべると、長方形ちょうほうけいのたてになるせんがそれだとかります。

三角形さんかくけい — 2つぶんつくるから÷2

三角形さんかくけいっても長方形ちょうほうけいになりません。そこでぎゃくのことをします。おな三角形さんかくけいをもう1つ用意よういして、くるりとまわしてわせるのです。すると平行四辺形へいこうしへんけいになります。

同じ三角形を逆さに合わせると平行四辺形になる図

できた平行四辺形へいこうしへんけい面積めんせき底辺ていへん×たかさ。でもこれは三角形さんかくけい2つぶんです。りたいのは1つぶんなので、半分はんぶんもどす。それが底辺ていへん×たかさ÷2の÷2の正体しょうたいです。

つまり÷2は、公式こうしきについているおまけではありません。「2つぶんつくってしまったから、半分はんぶんもどすよ」という手順てじゅんが、そのまましきのこっているだけです。

台形だいけいおな使つかえる

台形だいけいおなじです。おな台形だいけいをもう1つ、くるりとまわしてわせます。

同じ台形を逆さに合わせると平行四辺形になる図

できた平行四辺形へいこうしへんけいよこはばをてください。うえへん上底じょうてい)としたへん下底かてい)が一列いちれつならんでいます。だからよこはばは上底じょうてい下底かてい。これにたかさをかけると2つぶん面積めんせきで、半分はんぶんもどして(上底じょうてい下底かていたかさ÷2

公式こうしき丸暗記まるあんきすると「上底じょうてい下底かてい」がなぜざんなのかからなくなりますが、れば一目ひとめです。2つならべたときのよこはばなのです。

ひしがた対角線たいかくせん長方形ちょうほうけい半分はんぶん

ひしがた公式こうしきだけ、かけるものが対角線たいかくせんどうしでことなります。これもかんがえます。ひしがたを、2ほん対角線たいかくせんへんにした長方形ちょうほうけいでぐるりとかことどうなるでしょう。

ひし形を対角線の長方形で囲むと、ちょうど半分になる図

かこんだ長方形ちょうほうけいなかで、ひしがたはちょうど半分はんぶんめます(はみした4つの三角形さんかくけい内側うちがわむと、ぴったりまります)。だから対角線たいかくせん×対角線たいかくせん÷2。ここでも÷2は「半分はんぶん」のしるしです。

なお、このかんがかた対角線たいかくせん垂直すいちょくまじわる四角形しかっけいなら使つかえます。正方形せいほうけい面積めんせき対角線たいかくせんからもとめる公式こうしきおなかたちをしているのは、正方形せいほうけいもひしがた仲間なかまだからです。

うごかしてたしかめてみよう

ここまでの4つを、まとめてうごかしてみましょう。かたちをえらんで、つまみをみぎうごかすだけです。もとのかたち輪郭りんかく点線てんせんのこるので、「ひろさがえていない」こともたしかめられます。

平行四辺形へいこうしへんけいだけ÷2がつかないのは、ってうつしただけで分身ぶんしんつくっていないから。三角形さんかくけい台形だいけい・ひしがた分身ぶんしんつくったから÷2です。4つをつづけてうごかすと、そのちがいがはっきりします。

おぼかた — 「÷2は分身ぶんしんつくったしるし

公式こうしきおもせなくなったら、しきではなく手順てじゅんおもしてください。

この順番じゅんばんかんがえれば、公式こうしき正確せいかくおぼえていなくてもなおせます。テストちゅうに「あれ、台形だいけいって÷2だったっけ」とまよったときも、あたまなかで2つわせてみればいい。

よくある間違まちがいも、おなじところからきます。ななめのへんたかさとして使つかってしまう間違いです。たかさは、長方形ちょうほうけいにもどしたときの「たて」。ななめのせんでは長方形ちょうほうけいになりません。にまっすぐなせんを1ぽんいてからしきくと、この間違まちがいはほとんどきなくなります。

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