再び数学です。実は数学の先生にちょっとあこがれていた時期もありました。
「方程式」といってもいろいろとあります。
まず、一元一次方程式から。「一元」とは文字が1個しか出てこないもの。たとえばχだけとか、уだけとか。「一次」とは2乗とかがないもの。χ2がでてくるものは「二次」になります。χ3なら「三次」ね。
(例) 3χ+5=11
まずは、両辺から"5"を引いて、左辺をχのみの項にします。
3χ+5-5=11-5
3χ=6
これを「移項」といいます。考え方としては、「イコールという橋を渡ると符号が変わってしまう」ということです。プラスならマイナス、掛け算なら割り算になるわけです。
次にχを3倍しているので、両辺を3で割ります。
3χ÷3=6÷3
χ=2
答えは「χ=2」のひとつになります。
続いて、二元一次方程式です。2つの文字が登場するものです。
(例) у=3χ+5
さて、この方程式の答えはいくつでしょうか?(χ,у)=(1,8)あるいは(2,11)など、無数にあります。
この「у=3χ+5」の答えをχ軸、у軸に点として打っていったとき、出来上がるものは「直線」ですね。つまり、「у=3χ+5」のグラフは、方程式「у=3χ+5」の解の集合となります。この考え方が重要ですよ。グラフっていうのは方程式の解の集合体。
さて、二元一次方程式は1つの式では答えは無数にありますが、2つ以上の式があればχ、уの値はひとつに絞られます。これを「連立方程式」といいますね。先ほどのグラフをイメージすれば、2つの方程式でそれぞれ直線を作ればどこかで交わる点が出てきます。それが連立方程式の答えなんです。ただひとつだけ答えが出ない場合があります。それは2本の直線が平行になる場合。たとえば「у=3χ+5」と「у=3χ」の連立方程式は「解なし」になります。
話は飛びますが、「χ2+у2=4」のグラフは、原点を中心とする半径2の円になりますよ。
次に一元二次方程式ですね。単に二次方程式といいますが。このとき方は2つあります。まずは次の例から。
(例) χ2+5χ-6=0
このように、左辺が因数分解できる形のときは因数分解をします。
(χ-1)(χ+6)=0
こうなれば、(χ-1)がゼロになるか、(χ+6)がゼロになるχが答えになります。なぜか?だって、ゼロに何をかけてもゼロになるでしょう?逆に言えば、掛け合わせてゼロになるには、片方がゼロじゃないとダメ。というわけで、
χ=1、-6
因数分解できない場合には、「解の公式」を使ってときます。公式は面倒なので割愛。
最後におまけで。二次不等式のとき方は、二次方程式と同じですが、グラフを使わないと答えがすっと出てきませんよ。
だから数式をグラフで表せるということが大事なんですよ。そう考えると、数学ってパズルみたいで面白くないですか?
でも、『人生の方程式』は複雑すぎてなかなか答えが見つかりません。だれか解の公式を発見して欲しいものです。