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第2章代数の言葉

2.2 Evaluate, Simplify, and Translate Expressions2.2 式の値を求め、簡単にし、言葉と数式を対応させる

Learning Objectives学習目標

Learning Objectives学習目標

By the end of this section, you will be able to:
この節を終えると、次のことができるようになる。
  • Evaluate algebraic expressions
    代数式の値を求める
  • Identify terms, coefficients, and like terms
    項、係数、同類項を見分ける
  • Simplify expressions by combining like terms
    同類項をまとめて式を簡単にする
  • Translate word phrases to algebraic expressions
    言葉の表現を代数式に直す
Before You Begin (3)準備問題(3題)

Evaluate Algebraic Expressions代数式の値を求める

In the last section, we simplified expressions using the order of operations. In this section, we’ll evaluate expressions—again following the order of operations.
前の節では、計算の順序に従って式を簡単にした。この節では、同じく計算の順序に従って式の値を求める。
To evaluate an algebraic expression means to find the value of the expression when the variable is replaced by a given number. To evaluate an expression, we substitute the given number for the variable in the expression and then simplify the expression using the order of operations.
英語のヒント
代数式の値を求めるとは、変数を指定された数に置き換えたときの式の値を見つけることである。そのためには、式の変数に指定された数を代入してから、計算の順序に従って式を簡単にする。
Example 2.13例題 2.13
Evaluate x+7 when
次の場合に、x+7の値を求めよ。
  1. ⓐ x=3
  2. ⓑ x=12

Solution解答

ⓐ To evaluate, substitute 3 for x in the expression, and then simplify.
ⓐ 値を求めるには、式のxに3を代入し、その後で簡単にする。
.
Substitute.
代入する。
.
Add.
足す。
.
When x=3, the expression x+7 has a value of 10.
x=3のとき、式x+7の値は10である。
ⓑ To evaluate, substitute 12 for x in the expression, and then simplify.
ⓑ 値を求めるには、式のxに12を代入し、その後で簡単にする。
.
Substitute.
代入する。
.
Add.
足す。
.
When x=12, the expression x+7 has a value of 19.
x=12のとき、式x+7の値は19である。
Notice that we got different results for parts ⓐ and ⓑ even though we started with the same expression. This is because the values used for x were different. When we evaluate an expression, the value varies depending on the value used for the variable.
同じ式から始めたにもかかわらず、ⓐとⓑでは異なる結果になったことに注意しよう。これは、xに使った値が違ったためである。式の値を求めると、その値は変数に使う値によって変わる。
Try It (2)確認問題(2題)
Example 2.14例題 2.14
Evaluate 9x−2,when
9x−2,のときの値を求めよ。
  1. ⓐ x=5
  2. ⓑ x=1

Solution解答

Remember ab means a times b, so 9x means 9 times x.
abはa掛けるbを意味するので、9xは9掛けるxを意味することを思い出そう。
ⓐ To evaluate the expression when x=5, we substitute 5 for x, and then simplify.
ⓐ x=5のときの式の値を求めるには、xに5を代入してから簡単にする。
.
.
.
Multiply.
掛ける。
.
Subtract.
引く。
.
ⓑ To evaluate the expression when x=1, we substitute 1 for x, and then simplify.
ⓑ x=1のときの式の値を求めるには、xに1を代入してから簡単にする。
.
.
.
Multiply.
掛ける。
.
Subtract.
引く。
.
Notice that in part ⓐ that we wrote 9⋅5 and in part ⓑ we wrote 9(1). Both the dot and the parentheses tell us to multiply.
ⓐでは9⋅5、ⓑでは9(1)と書いたことに注意しよう。点も丸括弧も、掛け算をすることを示している。
Try It (2)確認問題(2題)
Example 2.15例題 2.15
Evaluate x2 when x=10.
x=10のとき、x2の値を求めよ。

Solution解答

We substitute 10 for x, and then simplify the expression.
xに10を代入してから、式を簡単にする。
.
.
.
Use the definition of exponent.
指数の定義を使う。
.
Multiply.
掛ける。
.
When x=10, the expression x2 has a value of 100.
x=10のとき、式x2の値は100である。
Try It (2)確認問題(2題)
Example 2.16例題 2.16
Evaluate2xwhenx=5.
値を求めよ:2xのときx=5

Solution解答

In this expression, the variable is an exponent.
この式では、変数は指数である。
.
.
.
Use the definition of exponent.
指数の定義を使う。
.
Multiply.
掛ける。
.
When x=5, the expression 2x has a value of 32.
x=5のとき、式2xの値は32である。
Try It (2)確認問題(2題)
Example 2.17例題 2.17
Evaluate3x+4y−6whenx=10andy=2.
値を求めよ:3x+4y−6のときx=10とy=2

Solution解答

This expression contains two variables, so we must make two substitutions.
英語のヒント
この式には変数が2つあるため、2か所に代入する必要がある。
.
.
.
Multiply.
掛ける。
.
Add and subtract left to right.
左から右へ足し算と引き算を行う。
.
When x=10 and y=2, the expression 3x+4y−6 has a value of 32.
x=10かつy=2のとき、式3x+4y−6の値は32である。
Try It (2)確認問題(2題)
Example 2.18例題 2.18
Evaluate2x2+3x+8whenx=4.
値を求めよ:2x2+3x+8のときx=4

Solution解答

We need to be careful when an expression has a variable with an exponent. In this expression, 2x2 means 2⋅x⋅x and is different from the expression (2x)2, which means 2x⋅2x.
指数の付いた変数が式に含まれているときには注意が必要である。この式では、2x2は2⋅x⋅xを意味し、2x⋅2xを意味する式(2x)2とは異なる。
.
.
.
Simplify 42.
42を簡単にする。
.
Multiply.
掛ける。
.
Add.
足す。
.
Try It (2)確認問題(2題)

Identify Terms, Coefficients, and Like Terms項、係数、同類項を見分ける

Algebraic expressions are made up of terms. A term is a constant or the product of a constant and one or more variables. Some examples of terms are 7,y,5x2,9a,and13xy.
英語のヒント
代数式は項からなる。項とは、定数、または定数と1つ以上の変数との積である。項の例には7,y,5x2,9a,と13xyがある。
The constant that multiplies the variable(s) in a term is called the coefficient. We can think of the coefficient as the number in front of the variable. The coefficient of the term 3x is 3. When we write x, the coefficient is 1, since x=1⋅x. Table 2.6 gives the coefficients for each of the terms in the left column.
英語のヒント
項の中で変数に掛けられる定数を係数という。係数は、変数の前にある数と考えられる。項3xの係数は3である。xと書く場合は、x=1⋅xなので、係数は1である。表2.6には、左の列の各項の係数を示す。
Term
項
Coefficient
係数
9a
9
y
1
5x2
5
Table 2.6表 2.6
An algebraic expression may consist of one or more terms added or subtracted. In this chapter, we will only work with terms that are added together. Table 2.7 gives some examples of algebraic expressions with various numbers of terms. Notice that we include the operation before a term with it.
代数式は、1つ以上の項を足したり引いたりしてできていることがある。この章では、足し合わせた項だけを扱う。表2.7には、項の数がさまざまな代数式の例を示す。項の前の演算記号も、その項と一緒に含めていることに注意しよう。
Expression
式
Terms
項
7
7
y
y
x+7
x,7
2x+7y+4
2x,7y,4
3x2+4x2+5y+3
3x2,4x2,5y,3
Table 2.7表 2.7
Example 2.19例題 2.19
Identify each term in the expression 9b+15x2+a+6. Then identify the coefficient of each term.
式9b+15x2+a+6の各項を特定せよ。その後、各項の係数を特定せよ。

Solution解答

The expression has four terms. They are 9b,15x2,a, and 6.
この式には4つの項がある。9b,15x2,aと6である。
The coefficient of 9b is 9.
9bの係数は9である。
The coefficient of 15x2 is 15.
15x2の係数は15である。
Remember that if no number is written before a variable, the coefficient is 1. So the coefficient of a is 1.
変数の前に数が書かれていなければ、係数は1であることを思い出そう。したがって、aの係数は1である。
The coefficient of a constant is the constant, so the coefficient of 6 is 6.
定数の係数はその定数なので、6の係数は6である。
Try It (2)確認問題(2題)
Some terms share common traits. Look at the following terms. Which ones seem to have traits in common?
いくつかの項には共通の特徴がある。次の項を見よう。どの項に共通の特徴がありそうか。
5x,7,n2,4,3x,9n2
Which of these terms are like terms?
これらの項のうち、どれが同類項か。
  • The terms 7 and 4 are both constant terms.
    項7と4は、どちらも定数項である。
  • The terms 5x and 3x are both terms with x.
    項5xと3xは、どちらもxを含む項である。
  • The terms n2 and 9n2 both have n2.
    項n2と9n2は、どちらもn2を含む。
Terms are called like terms if they have the same variables and exponents. All constant terms are also like terms. So among the terms 5x,7,n2,4,3x,9n2,
英語のヒント
同じ変数を同じ指数でもつ項を同類項という。定数項もすべて互いに同類項である。したがって、項5x,7,n2,4,3x,9n2の中では、次のようになる。
7and4are like terms.
7と4は同類項である。
5xand3xare like terms.
5xと3xは同類項である。
n2and9n2are like terms.
n2と9n2は同類項である。
Example 2.20例題 2.20
Identify the like terms:
同類項を特定せよ。
  1. ⓐ y3,7x2,14,23,4y3,9x,5x2
  2. ⓑ 4x2+2x+5x2+6x+40x+8xy

Solution解答

ⓐ y3,7x2,14,23,4y3,9x,5x2
Look at the variables and exponents. The expression contains y3,x2,x, and constants.
変数と指数を調べる。この式にはy3,x2,xと定数が含まれている。
The terms y3 and 4y3 are like terms because they both have y3.
項y3と4y3は、どちらもy3を含むため同類項である。
The terms 7x2 and 5x2 are like terms because they both have x2.
項7x2と5x2は、どちらもx2を含むため同類項である。
The terms 14 and 23 are like terms because they are both constants.
項14と23は、どちらも定数なので同類項である。
The term 9x does not have any like terms in this list since no other terms have the variable x raised to the power of 1.
項9xには、この一覧に同類項がない。変数xの1乗を含む項が、ほかにないからである。
ⓑ 4x2+2x+5x2+6x+40x+8xy
Look at the variables and exponents. The expression contains the terms 4x2,2x,5x2,6x,40x,and8xy
変数と指数を調べる。この式には項4x2,2x,5x2,6x,40x,と8xyが含まれている。
The terms 4x2 and 5x2 are like terms because they both have x2.
項4x2と5x2は、どちらもx2を含むため同類項である。
The terms 2x,6x,and40x are like terms because they all have x.
項2x,6x,と40xは、すべてxを含むため同類項である。
The term 8xy has no like terms in the given expression because no other terms contain the two variables xy.
項8xyには、与えられた式の中に同類項がない。2つの変数xyを含む項が、ほかにないからである。
Try It (2)確認問題(2題)