第9章数学モデルと幾何
9.7 Solve a Formula for a Specific Variable9.7 特定の変数について公式を解く
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。
- Use the distance, rate, and time formula距離、速さ、時間の公式を使う
- Solve a formula for a specific variable公式を特定の変数について解く
Before You Begin (3)準備問題(3題)
Use the Distance, Rate, and Time Formula距離・速さ・時間の公式を使う
One formula you’ll use often in algebra and in everyday life is the formula for distance traveled by an object moving at a constant speed. The basic idea is probably already familiar to you. Do you know what distance you travel if you drove at a steady rate of miles per hour for hours? (This might happen if you use your car’s cruise control while driving on the Interstate.) If you said miles, you already know how to use this formula!
英語のヒント
代数でも日常生活でもよく使う公式の一つは、一定の速さで動く物体の移動距離の公式である。基本的な考え方は、おそらくすでになじみがあるだろう。時速マイルの一定の速さで時間運転すると、どれだけの距離を進むかわかるだろうか。(州間高速道路を走るときに車の定速走行機能を使う場合が当てはまる。)マイルと答えたなら、すでにこの公式の使い方を知っている。
The math to calculate the distance might look like this:
距離を求める計算は、次のようになるだろう。
In general, the formula relating distance, rate, and time is
一般に、距離、速さ、時間を関係付ける公式は
Notice that the units we used above for the rate were miles per hour, which we can write as a ratio Then when we multiplied by the time, in hours, the common units ‘hour’ divided out. The answer was in miles.
英語のヒント
上で使った速さの単位は1時間当たりのマイル数であり、比として書けることに注目しよう。時間単位の経過時間を掛けると、共通する単位「時間」が約分される。答えの単位はマイルとなった。
Example 9.57例題 9.57
Jamal rides his bike at a uniform rate of miles per hour for hours. How much distance has he traveled?
ジャマルは時速マイルの一定の速さで、時間自転車に乗る。移動距離はいくらか。
Solution解答
Step 1. Read the problem. You may want to create a mini-chart to summarize the information in the problem. 手順1.問題を読む。小さな表を作って、問題の情報をまとめてもよい。 |
|
Step 2. Identify what you are looking for. 手順2 何を求めるのかを明らかにする。 |
distance traveled 移動距離 |
Step 3. Name. Choose a variable to represent it. 手順3 名前を付ける。求める量を表す変数を選ぶ。 |
let d = distance dを距離とする。 |
Step 4. Translate. Write the appropriate formula for the situation. Substitute in the given information. 手順4.置き換える。状況に適した公式を書き、与えられた情報を代入する。 |
|
Step 5. Solve the equation. 手順5 方程式を解く。 |
|
Step 6. Check: Does 42 miles make sense? 手順6.確認する。42マイルという答えは妥当か。 ![]() |
|
Step 7. Answer the question with a complete sentence. 手順7.完全な文で問いに答える。 |
Jamal rode 42 miles. ジャマルは42マイル走った。 |
Try It (2)確認問題(2題)
Example 9.58例題 9.58
Rey is planning to drive from his house in San Diego to visit his grandmother in Sacramento, a distance of miles. If he can drive at a steady rate of miles per hour, how many hours will the trip take?
レイは、サンディエゴの自宅からサクラメントの祖母を訪ねるため、マイルの距離を運転する計画を立てている。時速マイルの一定の速さで運転できるなら、何時間かかるか。
Solution解答
Step 1. Read the problem. Summarize the information in the problem. 手順1.問題を読む。問題の情報をまとめる。 |
|
Step 2. Identify what you are looking for. 手順2 何を求めるのかを明らかにする。 |
how many hours (time) 何時間かかるか(時間) |
Step 3. Name: Choose a variable to represent it. 手順3.文字で表す。それを表す変数を選ぶ。 |
let t = time tを時間とする。 |
Step 4. Translate. Write the appropriate formula. Substitute in the given information. 手順4.置き換える。適切な公式を書き、与えられた情報を代入する。 |
|
Step 5. Solve the equation. 手順5 方程式を解く。 |
|
Step 6. Check: Substitute the numbers into the formula and make sure the result is a true statement. 手順6.確認する。数を公式に代入し、結果が正しい等式になることを確かめる。 |
|
Step 7. Answer the question with a complete sentence. We know the units of time will be hours because we divided miles by miles per hour. 手順7.完全な文で問いに答える。マイルを時速何マイルという量で割ったので、時間の単位は「時間」になるとわかる。 |
Rey's trip will take 8 hours. レイの移動には8時間かかる。 |
Try It (2)確認問題(2題)
Solve a Formula for a Specific Variable特定の変数について公式を解く
In this chapter, you became familiar with some formulas used in geometry. Formulas are also very useful in the sciences and social sciences—fields such as chemistry, physics, biology, psychology, sociology, and criminal justice. Healthcare workers use formulas, too, even for something as routine as dispensing medicine. The widely used spreadsheet program Microsoft ExcelTM relies on formulas to do its calculations. Many teachers use spreadsheets to apply formulas to compute student grades. It is important to be familiar with formulas and be able to manipulate them easily.
英語のヒント
この章では、幾何学で使う公式にいくつかなじんだ。公式は、化学、物理学、生物学、心理学、社会学、刑事司法など、自然科学や社会科学の分野でも非常に役立つ。医療従事者も、薬を調剤するような日常的な業務でさえ公式を使う。広く使われる表計算ソフトMicrosoft ExcelTMは、公式を使って計算する。多くの教師は、表計算で公式を使い、生徒の成績を計算する。公式になじみ、自在に変形できることは大切である。
In Example 9.57 and Example 9.58, we used the formula This formula gives the value of when you substitute in the values of and But in Example 9.58, we had to find the value of We substituted in values of and and then used algebra to solve to If you had to do this often, you might wonder why there isn’t a formula that gives the value of when you substitute in the values of and We can get a formula like this by solving the formula for
To solve a formula for a specific variable means to get that variable by itself with a coefficient of on one side of the equation and all the other variables and constants on the other side. We will call this solving an equation for a specific variable in general. This process is also called solving a literal equation. The result is another formula, made up only of variables. The formula contains letters, or literals.
英語のヒント
公式を特定の変数について解くとは、等式の一方の辺にその変数だけを係数で残し、ほかの変数と定数をすべて反対側に移すことである。これを、一般的な形で特定の変数について方程式を解くという。この操作は、文字を含む方程式を解くとも呼ばれる。結果は変数だけからなる別の公式になる。その公式には文字が含まれている。
Let’s try a few examples, starting with the distance, rate, and time formula we used above.
上で使った距離、速さ、時間の公式から始めて、いくつかの例を試そう。
Example 9.59例題 9.59
Solve the formula for
公式をについて解く。
- ⓐ when andⓐ かつのとき
- ⓑ in general.ⓑ 一般的な形で。
Solution解答
We’ll write the solutions side-by-side so you can see that solving a formula in general uses the same steps as when we have numbers to substitute.
解答を横に並べて、一般的な形で公式を解くときも、数を代入する場合と同じ手順を使うことがわかるようにする。
ⓐ when d = 520 and r = 65 ⓐ d=520、r=65のとき |
ⓑ in general ⓑ 一般に |
|
Write the forumla. 公式を書く。 |
||
Substitute any given values. 与えられた値を代入する。 |
||
Divide to isolate t. 割り算をしてtだけを残す。 |
||
Simplify. 簡単にする。 |
![]() |
![]() |
Notice that the solution for ⓐ is the same as that in Example 9.58. We say the formula is solved for We can use this version of the formula anytime we are given the distance and rate and need to find the time.
英語のヒント
ⓐの解は例題9.58の解と同じであることに注目しよう。公式は、について解かれているという。距離と速さが与えられ、時間を求める必要があるときには、この形の公式をいつでも使える。
Try It (2)確認問題(2題)
Example 9.60例題 9.60
The formula for area of a triangle is Solve this formula for
三角形の面積の公式はである。この公式をについて解け。
- ⓐ when andⓐ かつのとき
- ⓑ in generalⓑ 一般に
Solution解答
ⓐ when A = 90 and b = 15 ⓐ A=90、b=15のとき |
ⓑ in general ⓑ 一般に |
|
Write the forumla. 公式を書く。 |
||
Substitute any given values. 与えられた値を代入する。 |
||
Clear the fractions. 分母を払う。 |
||
Simplify. 簡単にする。 |
||
Solve for h. hについて解く。 |
We can now find the height of a triangle, if we know the area and the base, by using the formula
これで、面積と底辺がわかれば、次の公式で三角形の高さを求められる。
Try It (2)確認問題(2題)
In Solve Simple Interest Applications, we used the formula to calculate simple interest, where is interest, is principal, is rate as a decimal, and is time in years.
英語のヒント
Example 9.61例題 9.61
Solve the formula to find the principal,
公式を解き、元金を求めよ。
- ⓐ whenⓐ のとき
- ⓑ in generalⓑ 一般に
Solution解答
I = $5600, r = 4%, t = 7 years I=5600ドル、r=4%、t=7年 |
in general 一般的な形で |
|
Write the forumla. 公式を書く。 |
||
Substitute any given values. 与えられた値を代入する。 |
||
Multiply r ⋅ t. r・tを計算する。 |
||
Divide to isolate P. 割り算をしてPだけを残す。 |
||
Simplify. 簡単にする。 |
||
State the answer. 答えを述べる。 |
The principal is $20,000. 元金は20,000ドルである。 |
Try It (2)確認問題(2題)
Later in this class, and in future algebra classes, you’ll encounter equations that relate two variables, usually and You might be given an equation that is solved for and need to solve it for or vice versa. In the following example, we’re given an equation with both and on the same side and we’ll solve it for To do this, we will follow the same steps that we used to solve a formula for a specific variable.
英語のヒント
この課程の後半や、今後の代数の授業では、通常とという2つの変数を関係付ける方程式に出会う。について解かれた方程式が与えられ、それをについて解く必要がある場合や、その逆の場合もあるだろう。次の例では、とが同じ辺にある方程式を、について解く。そのために、公式を特定の変数について解いたときと同じ手順を使う。
Example 9.62例題 9.62
Solve the formula for
公式をについて解く。
- ⓐ whenⓐ のとき
- ⓑ in generalⓑ 一般に
Solution解答
when x = 4 x=4のとき |
in general 一般的な形で |
|
Write the equation. 方程式を書く。 |
||
Substitute any given values. 与えられた値を代入する。 |
||
Simplify if possible. 可能なら簡単にする。 |
||
Subtract to isolate the y-term. 引き算をしてyの項だけを残す。 |
||
Simplify. 簡単にする。 |
||
Divide. 割る。 |
||
Simplify. 簡単にする。 |
Try It (2)確認問題(2題)
In the previous examples, we used the numbers in part (a) as a guide to solving in general in part (b). Do you think you’re ready to solve a formula in general without using numbers as a guide?
これまでの例では、(a)の数を使う計算を手掛かりにして、(b)で一般的な形で解いた。数を手掛かりにせず、公式を一般的な形で解く準備はできたと思うだろうか。
Example 9.63例題 9.63
Solve the formula for
公式をについて解く。
Solution解答
We will isolate on one side of the equation.
方程式の一方の辺にだけを残す。
We will isolate a on one side of the equation. 等式の一方の辺にaだけを残す。 |
||
Write the equation. 方程式を書く。 |
||
Subtract b and c from both sides to isolate a. 両辺からbとcを引き、aだけを残す。 |
||
Simplify. 簡単にする。 |
So,
したがって、。
Try It (2)確認問題(2題)
Example 9.64例題 9.64
Solve the equation for
方程式をについて解け。
Solution解答
Solution解答
We will isolate on one side of the equation.
方程式の一方の辺にだけを残す。
We will isolate y on one side of the equation. 等式の一方の辺にyだけを残す。 |
||
Write the equation. 方程式を書く。 |
||
Subtract 3x from both sides to isolate y. 両辺から3xを引き、yだけを残す。 |
||
Simplify. 簡単にする。 |
Try It (2)確認問題(2題)
Example 9.65例題 9.65
Solve the equation for
方程式をについて解け。
Solution解答
Solution解答
We will isolate on one side of the equation.
方程式の一方の辺にだけを残す。
We will isolate y on one side of the equation. 等式の一方の辺にyだけを残す。 |
|
Write the equation. 方程式を書く。 |
|
Subtract to isolate the term with y. 引き算をしてyを含む項だけを残す。 |
|
Simplify. 簡単にする。 |
|
Divide 5 to make the coefficient 1. 5で割って係数を1にする。 |
|
Simplify. 簡単にする。 |


