小中高校の数学教育活動に携わって20年になる。全国各地の学校に出向き、出前授業などをしてきた。その際、生徒から様々な質問を受けるが、大人が答えられなかったり、間違って答えたりするものも少なくない。子供のころに習った簡単なことでも、長い間に忘れてしまっているのだ。勉強の仕方に原因があることもある。今回は、そんな算数の問題の中からいくつか紹介しよう。 電卓でどんな数でも√を何度も押すとなぜ1になるの? 円周率は小数点にすると無限に続く 10年ほど前、静岡市内のある小学校で出前授業をしたときのことである。アンケートを取らせていただいたところ、6年生から興味深い質問があった。 「でんたくに√っていう記号があるけどなんですか。どんな数でも√をずっとやれば1になるのはなぜですか」 これは、たとえば81に対して、次々と正の平方根をとっていくと、9、3、1. 73…となって1に収束すること。あるいは0. 00000001に対して、次々と正の平方根をとっていくと、0. 0001、0. 01、0. 1、0. 円周率の定義. 316…となって1に収束すること、などを意味している。 どうしてこうなるのか。答えられる大人はかなり少ないと思う。大学の数学の範囲で説明できるが、電卓で遊んでいてそのことを発見した小学生のセンスには驚かされる。 「円周りつは、およそでなく何ですか?」というのもあった。ほとんどの大人は円周率の近似値3. 14を知っているものの、円周率の定義をすぐ答えられる人は多くない。そんな質問をいきなり子供からされても返答に困り、「円周÷直径」をすっかり忘れていることに気付かされる。そこを突いた鋭い質問には感服した次第である。 実際、その後、学生を含む多くの大人の方々に「 円周率は何ですか。その定義(約束)を述べていただけますか 」と質問してみた。すると、「えっ、3. 14じゃないですか」という答えが多く、正解の「円周÷直径」が思いのほか少なかったのである。 ほかにも、大人が間違ったり説明できなかったりする問題がある。
01\)などのような小さい正の実数です。 この式で例えば、\(\theta=0\)、\(\Delta\theta=0. 01\)とすると、 s(0. 01)-s(0) &\approx c(0)\cdot 0. 01\\ c(0. 01)-c(0) &\approx -s(0)\cdot 0. 01 となり、\(s(0)=0\)、\(c(0)=1\)から、\(s(0. 01)=0. 01\)、\(c(0. 01)=1\)と計算できます。次に同様に、\(\theta=0. 01\)、\(\Delta\theta=0. 01\)とすることで、 s(0. 02)-s(0. 01) &\approx c(0. 01)\cdot 0. 02)-c(0. 01) &\approx -s(0. 01 となり、先ほど計算した\(s(0. 01)=1\)から、\(s(0. 02)=0. 面接官「円周率の定義を説明してください」……できる？. 02\)、\(c(0. 9999\)と計算できます。以下同様に同じ計算を繰り返すことで、次々に\(s(\theta)\)、\(c(\theta)\)の値が分かっていきます。先にも述べた通り、この計算は近似計算であることには注意してください。\(\Delta\theta\)を\(0. 001\)、\(0. 0001\)と\(0\)に近づけていくことでその近似の精度は高まり、\(s(\theta)\)、\(c(\theta)\)の真の値に近づいていきます。 このように計算を続けていくと、\(s(\theta)\)が正から負に変わる瞬間があります。その時の\(\theta\) が\(\pi\) の近似値になっているのです。 \(\Delta\theta=0. 01\)として、実際にエクセルで計算してみました。 たしかに、\(\theta\)が\(3. 14\)を超えると\(s(\theta)\)が負に変わることが分かります!\(\Delta\theta\)を\(0\)に近づけることで、より高い精度で\(\pi\)を計算することができます。 \(\pi\)というとてつもなく神秘に満ちた数を、エクセルで一から簡単に計算できます!みなさんもぜひやってみてください! <文/ 松中 > 「 数学教室和(なごみ) 」では算数からリーマン予想まで、あなたの数学学習を全力サポートします。お問い合わせはこちらから。 お問い合わせページへ
そうなのか? どんなに数学が嫌いだった人でも、この結論には違和感を持つのではないでしょうか。もちろん私も同じです。すなわち、数学の本質は「計算」ではないということです。そこで、私の答えを1行で述べることにします。 数学とは、コトバの使い方を学ぶ学問。 この「コトバ」とは、もちろんあなたが認識する「言葉」と同義です。 わかっています。おそらくあなたは、「言葉の使い方を学ぶのは国語では?」という疑問を持ったことでしょう。もちろん、言葉の使い方を学ぶのは国語という見方も正しいのですが、私は数学もコトバの使い方を学ぶために勉強するものだと考えています。 こちらの記事は編集者の音声解説をお楽しみいただけます。popIn株式会社の音声プログラムpopIn Wave(最新3記事視聴無料)、またはオーディオブック聴き放題プラン月額750円(初月無料)をご利用ください。 popIn Wave
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