元気象省庁長官だった和達清夫さんの数学についてのエッセイで中学校のとき、数学の先生から「比とは比の値のことです」と説明があって、目から鱗が落ちたような感じがしたという述懐があった。
比とはなにかよくわからないと感じる人は多いと思われる。ご多聞に漏れず私もそのうちの一人だった。
昨日の午後、ただ塾の数学の教師ということで教育会館に詰めていたとき、私の友人のEさんから比とは比の値のことだと、これは言葉ではなく式で示された。また、ただ塾に来ていた2年生君もそういう風に学校で教わったと言っていた。
それでようやく現在の中学校の数学教育が私の受けた頃よりも進んでいることを知った。また友人のEさんは70年以上昔だが、進んだいい数学教育を受けていたということもわかった。
昔は
a:b=c:d
が成り立てば、「内項の積は外項の積に等しい」、すなわち、ad=bcという等式が成り立つとあまり理由を教えないで覚えさせられた記憶しか残っていない。
それで上の比例式を私などは嫌って
a:b=c:d
と書かれていれば、即座に
a/b=c/d
と書くことにしている。これなら等式であるから両辺にすぐに同じ数bdをかければ、
ad=bc
が導かれる。要するに現在の数学教育で「比とは比の値のことである」ということを教えられているのを、私は自前で実行していたことになる。
こういうことをどこで学んだかというと、私の場合には大学受験のために化学の計算問題の解き方を、津田栄先生の学習参考書を学んでいたときに自然に覚えた方法である。津田先生の本に詳しくそういう説明があったわけではないが、そういう風に考えてそこから学んだと思う。
私の亡くなった長兄は中学校の理科の教師であったが、彼も私と同じに
a:b=c:dが出てくるとa/b=c/dとするように教えていたらしいことは、彼の生前に何度か聞いたことがあった。
彼もまた私と同様に比例式で「内項の積は外項の積に等しい」ということが、数学的にどこから来るのかわからないという理由であったと彼から聞いていた。
a:b=a/bであるのならば、同様にc:d=c/dであるから、a:b=c:dから直ちに
a/b=c/dが得られて、ad=bcも出てくる。少なくとも長兄や私が学んだ頃の数学教育は今とは違って理不尽なものであったに違いない。
だが、そういうことは愛媛県では70年以上の昔はまかり通っていたのかもしれないが、他県、少なくとも、Eさんの育った、茨城県ではそういう教育ではなかったらしい。
ただ塾の数学の教師としてある時間をある場所に詰めているだけではなくて、貴重な経験をさせてもらっている。
今でも理系の人の書いた文章に比例式のままの表現がときどき見受けられる。だから、私は私の受けた教育が愛媛県にだけあったとは思っていない。全国津々浦々まで浸透していたのだろうと思っている。だが、それも現在では変わって来ているということだ。
たまたま昨夜、速さの問題で時速と秒痩躯の変換の話の中で、1:2=3:□ で□に入る数字は何かと発問したのですが、この式の意味自体がわからなかったのです。
:がタイと読むこと自体がわからない。比ということがわからないのです。これを説明するのに、同じ長さのカステラを3等分のものと9等分したものを図に描いて3等分した1つの長さのものと、9等分した3つの長さが等しいことを確認して、
1:2=3:6 をなっとくしてもらいました。
このさきに内項の積は外項の積に等しいことを使って、速さの単位変換の計算をしようと考えていたのですが、a/b=c/dの式の方が計算がすっきりしますね。
ただ少しひっかかるのが、
1m/s=3.6km/hから、20m/sの時速を求めるのに
1:3.6=20:y の代わりに
1/3.6=20/y のようになったとき、
「:」は1m/sに対してkm/hの「対して」と説明できるのですが「/」はどのように解釈したらよいのでしょうか。
先の遠心力の問題より、「比」の教材はタイムリーな問題となりました。
20 m/s =20 * 3.6 km/hとするのです。こういう場合に比を使うとは考えたことがありませんでした。
「遠心力の反作用はどうなる」とのご質問を前にいただいていましたが、これはいくつかの文献を調べたのですが、明確に書いた文献を見つけられないでいるうちに忘れてしまったようです。
これは、そのことについてどこかに、遠心力にはその反作用がないとの記述を見たような気がします。
それがどこであったかわかりませんが、ひょっとしたら、江沢洋さんの『物理は自由だ』1力学(日本評論社)であったかもしれません。
とは自分がわかるのですが、
これはなぜ20倍すれよいのかの説明が必要です。「比」の概念がわかっていれば納得できるのですが、これを説明する良い方法がないでしょうか。
単位の換算にについて、参考書には、時速に換算するときは3.6で乗する。秒速に換算するときは3.6で除するとありました。
1m/s=3.6km/hですから、単に20m/sは3.6km/hを20倍するだけでいいのではないでしょうか。
1m/sと前に数字の1をつけましたが、単位換算のときには1という数値があるとは思わない感じがします。
単にm/s=3.6km/hとするようです。mをkmに換算し、また秒sを時間に換算すればいいのではないのですか。
1m=10^{-3}km, 1s={1}{3.6*10^{3}}hですね。
そうすると、1m/s=3.6km/hとなるという風に理解していますが、おかしいですか。
<1m=10^{-3}km, 1s={1}{3.6*10^{3}}hですね。そうすると、1m/s=3.6km/hとなるという風に理解していますが、>
上記のように説明されている通りに、授業でも説明しました。この説明が一番大切なことだと思います。この説明が腹に落ちていれば、秒速、分速、時速、km、mすべて変換できますね。