伊達と富澤の数学教室コント 第6弾 ~実数って完璧なのか!?~
(舞台には黒板。伊達はなぜかサイコロを持っている。富澤は「i」Tシャツの上から学ランを着ている。)
伊澤: どうもー!サンドウィッチマンでーす!前回は「虚数単位i」で、2乗するとマイナスになる世界に足を踏み入れたわけだが!
富澤: (サイコロを振って)どうもー。サイコロ振ったら「i」が出ました!
伊澤: なんでサイコロから「i」が出るんだよ!今日はな、その「i」の世界に行く前に、まずは**「実数」** ってやつをしっかり理解しておこうぜ!これが今後の数学の基礎になるからな!
富澤: 実数!
実数とは何か?有理数と無理数の関係
伊澤: 富澤さん、実数って何だ?
富澤: えーと、整数とか、有限小数とか、無限小数で表される数!っすよね?
伊澤: そう!よく覚えてたな!完璧だ!でな、前にも話したけど、「有理数」 ってのもあっただろ?
富澤: はい!分数で表せる数!整数、有限小数、あと、循環する無限小数のことですよね!
伊澤: その通り!さすがに覚えてたな!分数で割り切れるか、規則正しく無限に続く小数か、ってことだ!じゃあ、この「有理数」だけで、この世の全ての数が語り切れてるか?
富澤: うーん…?
伊澤: 語り切れてねぇんだよ!例えば「π(パイ)」!こいつはどこにも入らねぇだろ?
富澤: 確かに!パイって、3.14159265…って、どこまでも続いて、規則性もないっすもんね!
伊澤: そう!この、有理数から漏れているものが、まさに**「無理数」** なんだよ!
富澤: じゃあ、無理数ってどんなやつなんですか?
伊澤: 一番分かりやすく言うと、「分数で表すことができない数」 のことだ!そして、さっき言ったように、無理数ってのは**「循環しない無限小数」** のことなんだぞ!
富澤: なるほど!無限に続くけど、規則性がないってことですね!
伊澤: そう!例えば、「π」が代表格だ!あとは、「ルート2」とかもそうだ!
富澤: あー!1.41421356…ってやつですね!ひとよひとよにひとみごろ、で覚えました!
伊澤: そう!あれも規則性なく永遠に続くんだ!だから、パイとルート系の数字が無理数の代表格だ!これは分数で表すことはできない!
富澤: スッキリしました!実数っていう大きな枠の中に、有理数と無理数があるんですね!有理数は「割り切れるか、循環する無限小数」!無理数は「循環しない無限小数」!
伊澤: その通り!よく理解できたな!
数の範囲と四則演算
伊澤: さあ、じゃあここからは、数の範囲と四則演算の話だ!ある範囲の数で計算したら、結果がその範囲に収まるのかって話だな!
富澤: はい!
伊澤: まず、一番狭い範囲!「自然数(正の整数)」で考えてみようか!例えば、1と4、どっちも自然数だろ?
富澤: はい!
伊澤: じゃあ、足し算したら?
富澤: 1+4で5!自然数だ!
伊澤: 掛け算したら?
富澤: 1×4で4!これも自然数!
伊澤: そう!足し算と掛け算は、必ず自然数の中に収まるんだ!ところがだ!引き算したらどうなる?
富澤: (考える)あ!1引く4だと、マイナス3!自然数じゃない!1引く1だと、0!これも自然数じゃない!
伊澤: そう!引き算は、必ずしも自然数にならないんだ!割り算(商)もそうだろ?
富澤: 3割る1とかだと大丈夫だけど、1割る3だと3分の1になっちゃいますもんね!分数だから自然数じゃない!
伊澤: そう!だから、自然数の範囲だと、四則計算で収まるのは足し算と掛け算だけなんだ!
富澤: 意外と狭いんすね!
伊澤: じゃあ、範囲を広げて**「整数」** だとどうなる?整数はマイナスもゼロもOKだ!
富澤: そうすると、足し算、引き算、掛け算は、全部整数に収まりますね!
伊澤: そう!でも、割り算は?
富澤: 1割る3だと3分の1だから…やっぱり整数にはならないことがある!
伊澤: その通り!じゃあ、さらに範囲を広げて**「有理数」** だとどうなる?有理数は分数もOKだぞ!
富澤: (ハッとする)あ!そうか!割り算で分数になっても、元々有理数は分数で表せるから、全部有理数に収まるんじゃないですか!?
伊澤: その通り!富澤、よく気づいたな!有理数は、足し算、引き算、掛け算、割り算(ただし分母はゼロじゃない時な!)、全ての四則計算で、必ず有理数の中に収まるんだ!
富澤: うわ、有理数、すげぇ!
伊澤: そう!これはな、今後もめちゃくちゃ大事な性質だから覚えておけよ!「使う数字が有理数なら、足しても引いてもかけても割っても有理数になる!」ってな!
富澤: はい!
伊澤: そして、一番広い範囲の**「実数」** だと、もちろん足しても引いてもかけても割っても、全部実数の中に収まるんだ!だって、ルートも全部含んでるんだからな!
富澤: 実数、完璧ですね!
伊澤: そう思うだろ?でもな、お前らはまだ知らない「実数じゃない世界」ってのが、この先あるんだよ…!その時、またこの話が重要になってくるからな!
富澤: (身震いして)うわぁ…なんか、また新しい扉が開かれそうですね…!
伊澤: そうだ!今回はこの辺で終わりだ!
富澤: ありがとうございましたー!
伊澤: どうもー!
(二礼三拍手)