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算数さんすう 6年生ねんせい

比例ひれいと 反比例はんぴれい

最終さいしゅう確認かくにん日び:

この章しょうで学まなぶこと

この章しょうでは、5 年ねん生せいで学まなんだ 比例ひれい をさらに広ひろげて、反比例はんぴれい という新あたらしい関係かんけいを学まなびます。そして、図形ずけいの世界せかいでは 拡大図かくだいず・縮図しゅくず という「形かたちはそっくりで、大おおきさだけがちがう図形ずけい」の見方みかたも身みにつけます。

この章しょうが終おわるころには、つぎのことができるようになっています。

  • 2 つの数量すうりょうが 比例ひれい しているか 反比例はんぴれい しているかを、表ひょうや式しきから見分みわけられる
  • 比例ひれいの式y = 決きまった数かず × x、反比例はんぴれいの式x × y = 決きまった数 を使つかって、対応たいおうする値あたいを求もとめられる
  • 比例ひれいのグラフが 原点げんてんを通とおる直線ちょくせん、反比例はんぴれいのグラフが 原点げんてんを通とおらない曲線きょくせん になることを知しる
  • 拡大かくだい図ず・縮図しゅくず の意味いみを理解りかいし、対応たいおうする辺へんの長ながさや角かくの大おおきさを読よみ取とれる
  • 縮尺しゅくしゃく を使つかって、地図ちず上じょうの長ながさから実際じっさいの長ながさを計算けいさんできる

ポイント: この章しょうのキーワードは「対応たいおう」です。x が変かわるとき、y はどうなるか。2 つの数量すうりょうの動うごきのルールを、表・式しき・グラフの 3 つの道具どうぐで表あらわし、行いき来きできるようになりましょう。

1. 比例ひれいの復習ふくしゅう

まずは、5 年ねん生せいで学まなんだ比例ひれいを思おもい出だしましょう。

2 つの数量すうりょう x と y があって、x が 2 倍ばい、3 倍ばい、4 倍ばい… になると、y も 2 倍ばい、3 倍ばい、4 倍ばい… になる とき、y は x に 比例ひれいする といいます。

たとえば、1 m の重おもさが 30 g の針金はりがねがあるとき、長ながさ x m と重おもさ y g の関係かんけいは次つぎのようになります。

長ながさ x(m)12345
重おもさ y(g)306090120150

長ながさが 2 倍ばい、3 倍ばいになると、重おもさもちょうど 2 倍ばい、3 倍ばいになっています。これが比例ひれいの 変化へんかの特徴とくちょう です。

比例ひれいの式しきと「決きまった数かず」

表ひょうをよく見みると、どの列れつでも y ÷ x の値あたいがいつも同おなじになっています。

  • 30 ÷ 1 = 30
  • 60 ÷ 2 = 30
  • 90 ÷ 3 = 30

この「いつも同おなじ値あたい」を 決きまった数 と呼よび、比例ひれいの式しきは次つぎの形かたちで表あらわせます。

y = 決きまった数かず × x

この場面ばめんでは y = 30 × x となり、長ながさ x が分わかれば重おもさ y がすぐ計算けいさんできます。

ポイント:決きまった数かずの意味いみは、場面ばめんによってちがいます。針金はりがねの例れいでは「1 m あたりの重おもさ」でした。速はやさと時間じかんの問題もんだいなら「1 時間じかんあたりの道のりみちのり」、つまり 速さそのもの が決きまった数かずになります。

比例ひれいのグラフ

比例ひれいの関係かんけいを方眼紙ほうがんしに点てんで打うってつないでみると、原点げんてん(0, 0)を通とおるまっすぐな直線ちょくせん になります。

x01234
y0306090120

この 原点げんてんを通とおる直線ちょくせん という特とくちょうは、比例ひれいを見分みわけるときの大切たいせつな手てがかりです。逆ぎゃくにいえば、グラフが直線ちょくせんでも 原点げんてんを通とおらなければ比例ひれいではありません。

注意ちゅうい:決きまった数かずが大おおきいほど、直線ちょくせんのかたむきは急きゅうになります。2 つの比例ひれいの関係かんけいを同おなじグラフにかくと、どちらが「x の増ふえ方かたに対たいして y の増ふえ方かたが大おおきいか」が一目ひとめで分わかります。

2. 反比例はんぴれい

いよいよ新あたらしい関係かんけい、反比例はんぴれい の登場とうじょうです。

2 つの数量すうりょう x と y があって、x が 2 倍ばい、3 倍ばい、4 倍ばい… になると、y は 1/2 倍ばい、1/3 倍ばい、1/4 倍ばい… になる とき、y は x に 反比例はんぴれいする といいます。

ある場面ばめんを考えかんがえてみましょう。面積めんせきが 24 cm² の長方形ちょうほうけいを作つくるとき、たての長ながさ x cm と横よこの長ながさ y cm の関係かんけいは次つぎのようになります。

たて x(cm)12346812
横よこ y(cm)241286432

たてが 2 倍ばいになると、横よこは 1/2 倍ばい(半分はんぶん)に、たてが 3 倍ばいになると、横よこは 1/3 倍ばいになっています。

反比例はんぴれいの式しき

表ひょうの各かく列れつで x × y の値あたいを計算けいさんしてみましょう。

  • 1 × 24 = 24
  • 2 × 12 = 24
  • 3 × 8 = 24
  • 4 × 6 = 24

どこも 24 になっています。これが反比例はんぴれいの大切たいせつな特とくちょうで、反比例はんぴれいの式しきは次つぎの形かたちで表あらわせます。

x × y = 決きまった数

y について解とくと y = 決きまった数かず ÷ x とも書かけます。この場面ばめんでは y = 24 ÷ x です。

ポイント:比例ひれいでは y ÷ x が一定いってい、反比例はんぴれいでは x × y が一定いってい。どちらも「決きまった数かず」がかくれていますが、かくれ方かたがちがいます。

反比例はんぴれいのグラフ

反比例はんぴれいの関係かんけいを方眼紙ほうがんしにかいてみると、原点げんてんを通とおらないなめらかな曲線きょくせん になります。この曲線きょくせんは、x が 0 に近ちかづくと y がとても大おおきくなり、x がとても大おおきくなると y が 0 に近ちかづきますが、決けっして x 軸じくや y 軸じくとは交まじわりません。

x12346812
y241286432

点てんをつないでいくと、右みぎ下かに向むかってゆるやかに下さがっていく曲線きょくせんになります。

比例ひれいと反比例はんぴれいを見分みわける

表ひょうや式しき、グラフのどれを使つかっても、見分みわけることができます。

見方みかた比例ひれい反比例はんぴれい
表ひょうの変化へんかx が 2 倍ばい → y も 2 倍ばいx が 2 倍ばい → y は 1/2 倍ばい
式しきy = 決きまった数かず × xx × y = 決きまった数かず
y ÷ xいつも同おなじ(決きまった数かず)バラバラ
x × yバラバラいつも同おなじ(決きまった数かず)
グラフ原点げんてんを通とおる直線ちょくせん原点げんてんを通とおらない曲線きょくせん

ポイント: 「一方いっぽうが増ふえるともう一方いっぽうも増ふえる」ときは、比例ひれいの可能かのう性せいがあります。「一方いっぽうが増ふえるともう一方いっぽうが減へる」ときは、反比例はんぴれいの可能かのう性せいがあります。でも、減へったからといって必かならず反比例はんぴれいとは限かぎりません。x × y が一定いってい という条件じょうけんがカギです。

3. 比例ひれい・反比例はんぴれいを使つかった問題もんだい解決かいけつ

比例ひれいの関係かんけいを使つかうと、直接ちょくせつはかるのが大変たいへんなこと を手際てぎわよく求もとめられます。

たとえば、画用紙がようしが 50 枚まいで 120 g の重おもさだったとします。同おなじ画用紙がようし 300 枚まいの重おもさを知しりたいとき、どうするでしょうか。

枚数まいすうと重おもさは比例ひれいの関係かんけいにあると考えかんがえられます。

枚数まいすう50300
重おもさ(g)120?

枚数まいすうが 50 → 300 で 6 倍 になっているので、重おもさも 6 倍ばいになるはずです。

120 × 6 = 720 g

式で考かんがえるなら、1 枚まいあたりの重おもさは 120 ÷ 50 = 2.4 g なので、300 枚まいなら 2.4 × 300 = 720 g です。どちらで求もとめても答えこたえは同おなじになります。

生活せいかつとの つながり: このように、比例ひれいの関係かんけいを使つかうと、1 つずつ数かぞえたりはかったりしなくても、一部いちぶのデータから全体ぜんたいを予想よそう できます。これは日常にちじょう生活せいかつの中なかでもよく使つかわれる考かんがえ方かたです。

4. 拡大かくだい図ずと縮図しゅくず

ここからは図形ずけいの世界せかいです。形はまったく同おなじで大おおきさだけがちがう図形ずけい について学まなびましょう。

ある図形ずけいを、対応たいおうする辺へんの長ながさがすべて同おなじ倍率ばいりつでのびている ように変形へんけいした図形ずけいを 拡大図かくだいず、同おなじ倍率ばいりつで縮ちぢめた図形ずけいを 縮図しゅくず といいます。

たとえば、三角形さんかくけい ABC の各かく辺へんを 2 倍ばいにのばして三角形さんかくけい A'B'C' を作つくったとき、三角形さんかくけい A'B'C' は三角形さんかくけい ABC の 2 倍ばいの拡大かくだい図ず です。逆ぎゃくに、三角形さんかくけい ABC は三角形さんかくけい A'B'C' の 1/2 の縮図しゅくず です。

拡大かくだい図ず・縮図しゅくずの性質せいしつ

拡大かくだい図ずと縮図しゅくずには、とても大切たいせつな 2 つの性質せいしつがあります。

  • 対応たいおうする辺へんの長ながさの比ひが、すべて同おなじ
  • 対応たいおうする角かくの大おおきさが、すべて等ひとしい

つまり、形かたちはまったく変かわらず、大おおきさだけが変かわるのです。コピー機きの「150% 拡大かくだい」や「70% 縮小しゅくしょう」は、まさにこの考かんがえ方かたを使つかっています。

注意ちゅうい: たてだけ 2 倍ばいにのばして、横よこはそのまま、という変形へんけいは拡大かくだい図ずではありません。すべての辺へんが同おなじ倍率ばいりつ でなければ、形かたちがゆがんでしまうからです。

拡大かくだい図ず・縮図しゅくずのかき方かた

方眼紙ほうがんしを使つかうと、拡大かくだい図ずや縮図しゅくずが簡単かんたんにかけます。

  • 元もとの図形ずけいの各かく頂点ちょうてんが、方眼ほうがんのどこにあるかを読よみ取とる
  • 縦たて・横よこのマスの数かずをそれぞれ同おなじ倍率ばいりつで変かえる
  • 新あたらしい頂点ちょうてんを打うって、順番じゅんばんに結むすぶ

たとえば元もとの図形ずけいで「右みぎに 3 マス、上うえに 2 マス」の位置いちにある頂点ちょうてんは、2 倍ばいの拡大かくだい図ずでは「右みぎに 6 マス、上うえに 4 マス」の位置いちにきます。

5. 縮尺しゅくしゃく

地図ちずを見みると、右みぎ下かなどに「1 : 25000」や「1/50000」といった数字すうじが書かかれています。これを 縮尺しゅくしゃく といいます。

縮尺しゅくしゃくとは、実際じっさいの長ながさを、地図ちずや設計せっけい図ずの上うえでどれくらい縮ちぢめて表あらわしているか を表あらわす比ひです。

たとえば、縮尺しゅくしゃく1 : 25000 の地図ちずでは、地図ちず上じょうの 1 cm が実際じっさいの 25000 cm(= 250 m)を表あらわします。

縮尺しゅくしゃくを使つかった計算けいさん

縮尺しゅくしゃく 1 : 50000 の地図ちずで、2 つの町まちの間まが 3 cm だったとしましょう。実際じっさいの道のりみちのりは何なに km でしょうか。

  • 地図ちず上じょう: 3 cm
  • 実際じっさい: 3 × 50000 = 150000 cm
  • 単位たんい換算かんさん: 150000 cm = 1500 m = 1.5 km

このように、縮尺しゅくしゃくが分わかれば、地図ちずの上うえだけで 実際じっさいの距離きょりを計算けいさん できます。木きの高たかさを測はかりたいときにも、自分じぶんの身長しんちょうや影かげの長ながさと、木きの影かげの長ながさをくらべて、縮図しゅくずを作つくって求もとめる方法ほうほうがあります。

ポイント:縮尺しゅくしゃくの分母ぶんぼが大おおきいほど、たくさん縮ちぢめている(広ひろいはん囲を小ちいさくまとめている)ことになります。1 : 25000 の地図ちずより 1 : 50000 の地図ちずのほうが、広ひろいはん囲をうつしています。

6. 身みの回まわりの比例ひれい・反比例はんぴれい

比例ひれい・反比例はんぴれい・拡大かくだい図ず・縮図しゅくずは、どれも身みの回まわりにたくさんかくれています。

  • 比例ひれい: 品物しなものの数かずと代金だいきん、ガソリンの量りょうと走はしれる距離きょり、水みずそうに水みずを入いれる時間じかんと水みずの深ふかさ
  • 反比例はんぴれい: 同おなじ道のりみちのりを走はしるときの速はやさと時間じかん、面積めんせきが決きまった長方形ちょうほうけいのたてと横よこ、決きまった仕事しごと量りょうと人数にんずうと日数にっすう
  • 拡大かくだい図ず・縮図しゅくず: 地図ちず、設計せっけい図ず、写真しゃしんの引ひきのばし、顕微鏡けんびきょうやルーペで見みた像ぞう

考えかんがえてみよう:家族かぞくで車くるまに乗のってドライブに行いくとき、「時速じそく 60 km で走はしれば 2 時間じかんでつく距離きょり」を「時速じそく 40 km で走はしると何なん時間じかんかかるか」考えかんがえてみましょう。これは反比例はんぴれいの問題もんだいです。答えこたえは 60 × 2 = 120 km、120 ÷ 40 = 3 時間じかん。速はやさが 1.5 倍ばいのんびりになると、時間じかんは 1.5 倍ばい長ながくかかります。

よくある 間違まちがい・注意ちゅうい点てん

① 「減へる = 反比例はんぴれい」と思おもいこむ

x が増ふえたとき y が減へったからといって、必かならず反比例はんぴれいとは限かぎりません。たとえば y = 10 - x のように、x が 1 増ふえるたびに y が 1 ずつ減へる関係かんけいは反比例はんぴれいではありません。反比例はんぴれいかどうかは x × y が一定いっていかどうか で確たしかめます。

② 比例ひれいのグラフが原点げんてんを通とおらないと思おもいこむ

比例ひれいのグラフは必かならず 原点げんてん(0, 0)を通とおる直線ちょくせん です。これは「x が 0 なら y も 0」という意味いみで、たとえば「長ながさ 0 m の針金はりがねの重おもさは 0 g」という当あたり前まえのことを表あらわしています。

③ 拡大かくだい図ずで角かくの大おおきさも変かわると思おもいこむ

拡大かくだい図ず・縮図しゅくずでは、辺へんの長ながさは倍率ばいりつどおりに変かわりますが、角の大おおきさは変かわりません。90° の角かくは、拡大かくだいしても縮ちぢめても 90° のままです。

④ 縮尺しゅくしゃくの計算けいさんで単位たんいを忘わすれる

地図ちず上じょうの cm と実際じっさいの長ながさを計算けいさんするとき、実際じっさいの長ながさは cm → m → km と単位たんいを直なおすことが多おおいので、気きをつけましょう。100 cm = 1 m、1000 m = 1 km、つまり 100000 cm = 1 km です。

まとめ

  • 比例ひれい: x が 2 倍ばい、3 倍ばい → y も 2 倍ばい、3 倍ばい。式しきは y = 決きまった数かず × x。グラフは 原点げんてんを通とおる直線ちょくせん
  • 反比例はんぴれい: x が 2 倍ばい、3 倍ばい → y は 1/2 倍ばい、1/3 倍ばい。式しきは x × y = 決きまった数。グラフは 原点げんてんを通とおらない曲線きょくせん
  • 比例ひれいでは y ÷ x が一定いってい、反比例はんぴれいでは x × y が一定いってい。どちらの表ひょうでも「決きまった数かず」を見みつけるのがカギ
  • 拡大図かくだいず: ある図形ずけいを、対応たいおうする辺へんがすべて同おなじ倍率ばいりつでのびた図形ずけい
  • 縮図しゅくず: ある図形ずけいを、対応たいおうする辺へんがすべて同おなじ倍率ばいりつで縮ちぢんだ図形ずけい
  • 拡大かくだい図ず・縮図しゅくずでは、対応たいおうする辺へんの長ながさの比ひがすべて等ひとしく、対応たいおうする角かくはすべて等ひとしい
  • 縮尺しゅくしゃく: 実際じっさいの長ながさを、地図ちずや設計せっけい図ずの上うえでどれだけ縮ちぢめたかを表あらわす比ひ。1 : 25000 なら地図ちずの 1 cm が実際じっさいの 250 m
  • 比例ひれい・反比例はんぴれい・縮図しゅくずは、日常にちじょうの買かい物もの・地図ちず・速はやさなど、さまざまな場面ばめんで使つかわれている

この章しょうで ひらけた 世界せかい: 2 つの数量すうりょうの関係かんけいを「比例ひれい」「反比例はんぴれい」という言葉ことばでとらえる力ちからがついたことで、世よの中なかにあふれるたくさんの「変かわり方かた」を整理せいりして見みられるようになりました。これは中学校ちゅうがっこうの 関数かんすう につながる大切たいせつな一いち歩ほです。そして拡大かくだい図ず・縮図しゅくずは、中学校ちゅうがっこうで学まなぶ 相似そうじ のまさに入いり口くち。算数さんすうから数学すうがくへ、世界せかいがつながっていく実感じっかんをぜひ味あじわってください。

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