[中学数学]入試に必ず出る!「ルート」の計算方法を解説!

[中学数学]入試に必ず出る!「ルート」の計算方法を解説!中学数学

みなさんこんにちは、ゆーきゃんです。

今回のテーマは、「ルート」の計算方法についてです。

必ずルートの入る式の計算問題は入試で出題されますし、コツがつかめないと解けないのがこの問題でもあります。

しかしコツさえつかめれば計算できますから、諦めずにトライしてみてください。

また、本記事と合わせて以下の記事も是非ご覧ください。

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「ルート」の計算方法について

「ルート」の計算問題では、次のことを意識しましょう。

  1. 「ルート」の中の数を素因数分解して\(\sqrt{x^2×y}\)の形を作り出し、\(\sqrt{x^2}\)をルートの外に出す
  2. 分母に「ルート」が含まれるときは1.を行った上で、分母のルートを、分母・分子にかけて有理化する
  3. 掛け算と割り算では、「ルート」の中の数そのまま掛けたり、割ったりすればよい
  4. 足し算と引き算では、1と2を行った上で、「ルート」の中身が同じもの同士で計算する

例えば、\(\sqrt{48}+3\sqrt{3}-\sqrt{5}×\sqrt{15}\)の計算を考えてみましょう。

まずは、「ルート」の中身を簡単にすることから始めましょう。

このとき、\(48=2^4×3=\)\(4^2\)\(×3\)となりますから、
\begin{eqnarray}
\sqrt{48}&=&\sqrt{4^2×3}\\
&=&\sqrt{4^2}×\sqrt{3}\\
&=&4\sqrt{3}
\end{eqnarray}
となりますね。

また、
\begin{eqnarray}
\sqrt{5}×\sqrt{15}&=&\sqrt{5×5×3}\\
&=&\sqrt{5^2}×\sqrt{3}\\
&=&5\sqrt{3}
\end{eqnarray}
となるので、\(\sqrt{3}\)同士を計算し、
\begin{eqnarray}
\sqrt{48}+3\sqrt{3}-\sqrt{5}×\sqrt{15}&=&4\sqrt{3}+3\sqrt{3}-5\sqrt{3}\\
&=&(4+3-5)\sqrt{3}\\
&=&2\sqrt{3}
\end{eqnarray}

を得ます。

計算の練習をしてみよう!

上記のことを踏まえ、計算練習をしてみましょう!

【1】の解説

(1)の解説

分母に\(\sqrt{5}\)があるので、分母分子に\(\sqrt{5}\)をかけると、
\begin{eqnarray}
\frac{3}{\sqrt{5}}&=&\frac{3×\sqrt{5}}{\sqrt{5}×\sqrt{5}}\\
&=&\frac{3\sqrt{5}}{5}
\end{eqnarray}
となります。

(2)の解説

\begin{eqnarray}
\sqrt{\frac{7}{2}}&=&\frac{\sqrt{7}}{\sqrt{2}}\\
&=&\frac{\sqrt{7}×\sqrt{2}}{\sqrt{2}×\sqrt{2}}\\
&=&\frac{\sqrt{14}}{2}
\end{eqnarray}
となります。

(3)の解説

まず、分母と分子それぞれの根号内を簡単にします

\(45=3^2×5\)ゆえ、\(\sqrt{45}=\sqrt{3^2}×\sqrt{5}=3\sqrt{5}\)であり、

\(8=2^3=2^2×2\)ゆえ、\(\sqrt{8}=\sqrt{2^2}×\sqrt{2}=2\sqrt{2}\)となります。

よって、分母・分子に\(\sqrt{2}\)をかけて
\begin{eqnarray}
\frac{\sqrt{45}}{\sqrt{8}}&=&\frac{3\sqrt{5}}{2\sqrt{2}}\\
&=&\frac{3\sqrt{5}×\sqrt{2}}{2\sqrt{2}×\sqrt{2}}\\
&=&\frac{3\sqrt{10}}{4}
\end{eqnarray}
となります。

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【2】の解説

(1)の解説

解法の原則通り、根号内の数字を簡単にします

\(48=2^4×3=4^2×3\)より、\(\sqrt{48}=4\sqrt{3}\)となるので、
\begin{eqnarray}
\sqrt{2}×\sqrt{48}&=&\sqrt{2}×4\sqrt{3}\\
&=&4\sqrt{2×3}\\
&=&4\sqrt{6}
\end{eqnarray}
を得ます。

(2)の解説

\(98=7^2×2\)より、\(\sqrt{98}=7\sqrt{2}\)なので、
\begin{eqnarray}
\sqrt{10}×\sqrt{5}+\sqrt{98}&=&\sqrt{2×2×5}+7\sqrt{2}\\
&=&\sqrt{2^2×5}+7\sqrt{2}\\
&=&2\sqrt{5}+7\sqrt{2}\\
\end{eqnarray}
根号の中身が違うもの同士の足し算は計算できないので、これが答えとなります。

(3)の解説

このままだと計算ができないので、まず分母の有利化を行います

分母・分子に\(\sqrt{6}\)をかけて
\begin{eqnarray}
\frac{12}{\sqrt{6}}&=&\frac{12×\sqrt{6}}{\sqrt{6}×\sqrt{6}}\\
&=&2\sqrt{6}
\end{eqnarray}
となります。

よって、
\begin{eqnarray}
\frac{12}{\sqrt{6}}+\sqrt{42}÷\sqrt{7}&=&2\sqrt{6}+\sqrt{\frac{42}{7}}\\
&=&2\sqrt{6}+\sqrt{6}\\
&=&3\sqrt{6}
\end{eqnarray}
を得ます。

(4)の解説

この問題では、分配法則を利用します。
\begin{eqnarray}
\sqrt{2}(\sqrt{5}+\sqrt{3})&=&\sqrt{2}×\sqrt{5}+\sqrt{2}×\sqrt{3}\\
&=&\sqrt{10}+\sqrt{6}
\end{eqnarray}
となります。

(5)の解説

まず、分母の有理化を行います。
\begin{eqnarray}
\sqrt{\frac{7}{18}}&=&\frac{\sqrt{7}}{\sqrt{3^2×2}}\\
&=&\frac{\sqrt{7}}{3\sqrt{2}}\\
&=&\frac{\sqrt{7}×\sqrt{2}}{3\sqrt{2}×\sqrt{2}}\\
&=&\frac{\sqrt{14}}{6}\\
\end{eqnarray}
となるので、
\begin{eqnarray}
\sqrt{5}(\sqrt{\frac{7}{18}}-\sqrt{6})&=&\sqrt{5}(\frac{\sqrt{14}}{6}-\sqrt{6})\\
&=&\sqrt{5}×\frac{\sqrt{14}}{6}-\sqrt{5}×\sqrt{6}\\
&=&\frac{\sqrt{70}}{6}-\sqrt{30}
\end{eqnarray}
が答えとなります。

(6)の解説

乗法公式を用いれば、

\((a+b)^2=a^2+2ab+b^2\)

ですから、
\begin{eqnarray}
(\sqrt{3}+1)^2&=&(\sqrt{3})^2+2×\sqrt{3}×1+1^2\\
&=&3+2\sqrt{3}+1\\
&=&4+2\sqrt{3}
\end{eqnarray}
が答えとなります。

(7)の解説

乗法公式より、

\((x+y)(x-y)=x^2-y^2\)

ですから、
\begin{eqnarray}
(\sqrt{7}+2)(\sqrt{7}-2)&=&(\sqrt{7})^2-2^2\\
&=&7-4\\
&=&3
\end{eqnarray}
が答えとなります。

(8)の解説

乗法公式より、

\((x+a)(x+b)=x^2+(a+b)x+ab\)

ですから、
\begin{eqnarray}
(\sqrt{11}+6)(\sqrt{11}-5)&=&(\sqrt{11})^2+(6-5)×\sqrt{11}+6×(-5)\\
&=&11+\sqrt{11}-30\\
&=&-19+\sqrt{11}
\end{eqnarray}
が答えとなります。

まとめ:[中学数学]入試に必ず出る!「ルート」の計算方法を解説!

いかがでしたか。

今回は、「ルート」の計算方法について解説しました。

その計算にあたっては、以下のことに注意しましょう。

  1. 「ルート」の中の数を素因数分解して\(\sqrt{x^2×y}\)の形を作り出し、\(\sqrt{x^2}\)をルートの外に出す
  2. 分母に「ルート」が含まれるときは1.を行った上で、分母のルートを、分母・分子にかけて有理化する
  3. 掛け算と割り算では、「ルート」の中の数そのまま掛けたり、割ったりすればよい
  4. 足し算と引き算では、1と2を行った上で、「ルート」の中身が同じもの同士で計算する

これらを踏まえ、以下の書籍を用いて計算練習すると効果的です。

最後までご一読いただきありがとうございました。

また、本記事と合わせて以下の記事も是非ご覧ください。

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