平方根(√ルート)とは?求め方と覚えておきたい値一覧
平方根の定義、求め方、覚えておくべき値の一覧、平方根の性質、日常での活用法をわかりやすく解説します。
平方根(ルート)の定義
平方根とは、ある数を2乗(同じ数を2回掛ける)したときに元の数になる値のことです。数学的に表すと、a² = b のとき、a は b の平方根です。
a² = b のとき、a は b の平方根
例: 3² = 9 なので、3 は 9 の平方根(√9 = 3)
正の数 b の平方根は、正の値(+√b)と負の値(-√b)の2つ存在します。例えば9の平方根は +3 と -3 です。ただし、√記号は正の平方根(主平方根)のみを表します。0の平方根は0、負の数の平方根は実数の範囲では存在しません。
平方根の求め方
平方根を求める方法はいくつかあります。
1. 完全平方数の場合
4, 9, 16, 25 のように整数の2乗で表せる数(完全平方数)の平方根は整数になります。例えば √16 = 4、√25 = 5 です。暗記しておくと計算が早くなります。
2. 素因数分解を使う方法
√の中を素因数分解し、2乗の因数を√の外に出します。例えば √72 = √(36 × 2) = 6√2 のように簡略化できます。
√72 = √(2³ × 3²) = √(2² × 3² × 2) = 2 × 3 × √2 = 6√2 ≒ 8.485
3. 開平法(筆算で求める方法)
開平法は、筆算のように手計算で平方根の近似値を求める方法です。数を2桁ずつ区切り、各桁の値を順に求めていきます。現在では電卓やツールを使う方が一般的ですが、仕組みを理解しておくと数学の理解が深まります。
4. 電卓・ツールを活用する
実用的には、電卓の√ボタンやオンラインの計算ツールを使うのが最も簡単で正確です。小数点以下何桁でも正確に求められます。
覚えておきたい平方根の値一覧(√1〜√20)
よく使われる√1〜√20の小数値です。特に√2 ≒ 1.414、√3 ≒ 1.732、√5 ≒ 2.236 は頻出するため覚えておくと便利です。語呂合わせとして「√2 = ひとよひとよにひとみごろ(1.41421356)」「√3 = ひとなみにおごれや(1.7320508)」「√5 = ふじさんろくにおうむなく(2.2360679)」が有名です。
| n | √n(小数値) | n | √n(小数値) |
|---|---|---|---|
| 1 | 1.000 | 11 | 3.317 |
| 2 | 1.414 | 12 | 3.464 |
| 3 | 1.732 | 13 | 3.606 |
| 4 | 2.000 | 14 | 3.742 |
| 5 | 2.236 | 15 | 3.873 |
| 6 | 2.449 | 16 | 4.000 |
| 7 | 2.646 | 17 | 4.123 |
| 8 | 2.828 | 18 | 4.243 |
| 9 | 3.000 | 19 | 4.359 |
| 10 | 3.162 | 20 | 4.472 |
完全平方数の一覧(1²〜20²)
完全平方数とは、整数の2乗で表せる数のことです。完全平方数の平方根は整数になります。1²=1 から 20²=400 までの一覧です。
| n | n²(完全平方数) | n | n²(完全平方数) |
|---|---|---|---|
| 1 | 1 | 11 | 121 |
| 2 | 4 | 12 | 144 |
| 3 | 9 | 13 | 169 |
| 4 | 16 | 14 | 196 |
| 5 | 25 | 15 | 225 |
| 6 | 36 | 16 | 256 |
| 7 | 49 | 17 | 289 |
| 8 | 64 | 18 | 324 |
| 9 | 81 | 19 | 361 |
| 10 | 100 | 20 | 400 |
平方根の性質
平方根には、計算に役立つ重要な性質があります。これらを覚えておくと、複雑な式の計算が簡単になります。
| 性質 | 例 |
|---|---|
| √a × √b = √(a × b) | √2 × √3 = √6 ≒ 2.449 |
| √a ÷ √b = √(a ÷ b) | √12 ÷ √3 = √4 = 2 |
| (√a)² = a | (√5)² = 5 |
| √(a²) = |a| | √((-3)²) = √9 = 3 |
| a√b + c√b = (a+c)√b | 2√3 + 5√3 = 7√3 |
特に「√a × √b = √(a × b)」と「√a ÷ √b = √(a ÷ b)」は頻繁に使う性質です。また、分母に√がある場合は「有理化」(分母と分子に同じ√を掛けて分母から√を消す)を行います。
有理化の例: 1/√2 = 1/√2 × √2/√2 = √2/2 ≒ 0.707
日常での平方根の活用
平方根は数学の問題だけでなく、日常のさまざまな場面で活用されています。
面積から辺の長さを求める
正方形の面積がわかっているとき、1辺の長さは面積の平方根で求められます。例えば、面積が50m²の正方形の1辺は √50 ≒ 7.07m です。
対角線の長さを計算する
長方形の対角線の長さは三平方の定理(ピタゴラスの定理)で求められます。横a、縦bの長方形の対角線は √(a² + b²) です。例えば、横3m、縦4mの部屋の対角線は √(9 + 16) = √25 = 5m です。
対角線 = √(a² + b²)
例: √(3² + 4²) = √(9 + 16) = √25 = 5
よくある質問
- Q. 平方根とルートは同じ意味ですか?
- 厳密には異なります。平方根はある数を2乗して元の数になる値で、正と負の2つがあります(例: 9の平方根は±3)。一方、√(ルート)記号は正の平方根のみを表します(例: √9 = 3)。ただし、日常的には同じ意味で使われることが多いです。
- Q. √2はなぜ無理数なのですか?
- √2は分数(整数の比)で表すことができないため無理数です。これは紀元前5世紀頃にピタゴラス学派によって発見されました。√2 = 1.41421356...と小数が無限に続き、循環しません。同様に、完全平方数でない正の整数の平方根はすべて無理数です。
- Q. 平方根の語呂合わせを教えてください
- 代表的な語呂合わせは、√2 =「ひとよひとよにひとみごろ(1.41421356)」、√3 =「ひとなみにおごれや(1.7320508)」、√5 =「ふじさんろくにおうむなく(2.2360679)」です。試験対策として√2、√3、√5の値を覚えておくと便利です。
- Q. 負の数の平方根は存在しますか?
- 実数の範囲では負の数の平方根は存在しません。しかし、虚数単位 i(i² = -1)を導入した複素数の範囲では、例えば√(-4) = 2i のように表すことができます。高校数学の「数学II」や大学の数学で学びます。