プリンキピア

第2章一次方程式と不等式を解く

Solve a Formula for a Specific Variable特定の変数について公式を解く

You are probably familiar with some geometry formulas. A formula is a mathematical description of the relationship between variables. Formulas are also used in the sciences, such as chemistry, physics, and biology. In medicine they are used for calculations for dispensing medicine or determining body mass index. Spreadsheet programs rely on formulas to make calculations. It is important to be familiar with formulas and be able to manipulate them easily.
英語のヒント
図形の公式のいくつかは、すでに知っているだろう。公式は、変数の間の関係を数学的に記述したものである。化学、物理学、生物学などの科学でも使われる。医療では、薬を調剤したり体格指数を求めたりする計算に使われる。表計算ソフトも、計算に公式を用いる。公式に慣れ、簡単に変形できることが大切である。
In Example 2.58 and Example 2.59, we used the formula d=rt. This formula gives the value of d, distance, when you substitute in the values of randt, the rate and time. But in Example 2.59, we had to find the value of t. We substituted in values of dandr and then used algebra to solve for t. If you had to do this often, you might wonder why there is not a formula that gives the value of t when you substitute in the values of dandr. We can make a formula like this by solving the formula d=rt for t.
英語のヒント
例題2.58と例題2.59では、公式d=rtを使った。この公式に、速さと時間であるrかつtの値を代入すると、距離dの値が得られる。例題2.59で求める必要があったのは、tの値だった。dかつrの値を代入し、代数の操作でtについて解いた。この操作を何度も行うなら、dかつrの値を代入するとtが求まる公式はないのかと思うかもしれない。公式d=rtをtについて解くことで、そのような公式を作れる。
To solve a formula for a specific variable means to isolate that variable on one side of the equals sign with a coefficient of 1. All other variables and constants are on the other side of the equals sign. To see how to solve a formula for a specific variable, we will start with the distance, rate and time formula.
英語のヒント
公式を特定の変数について解くとは、その変数の係数を1にして、等号の一方をその変数だけにすることである。ほかの変数と定数は、すべて等号のもう一方にまとめる。その方法を見るために、距離・速さ・時間の公式から始めよう。
Example 2.60例題 2.60
Solve the formula d=rt for t:
英語のヒント
公式d=rtをtについて解く:
  1. ⓐ when d=520 and r=65
    英語のヒント
    ⓐ d=520かつr=65のとき
  2. ⓑ in general
    英語のヒント
    ⓑ 一般に

Solution解答

We will write the solutions side-by-side to demonstrate that solving a formula in general uses the same steps as when we have numbers to substitute.
英語のヒント
数値を代入する場合と、一般的に公式を解く場合で手順が同じことを示すため、解法を並べて書く。
ⓐ when d=520 and r=65
ⓐ d=520かつr=65のとき
ⓑ in general
ⓑ 一般に
Write the formula.
公式を書く。
d=rt
Write the formula.
公式を書く。
d=rt
Substitute.
代入する。
520=65t
Divide, to isolate t.
割って、tだけにする。
52065=65t65
Divide, to isolate t.
割って、tだけにする。
dr=rtr
Simplify.
簡単にする。
8=t
Simplify.
簡単にする。
dr=t
We say the formula t=dr is solved for t.
英語のヒント
公式t=drは、tについて解かれた形であるという。
Try It (2)確認問題(2題)
Example 2.61例題 2.61
Solve the formula A=12bh for h:
英語のヒント
公式A=12bhをhについて解く:
ⓐ when A=90 and b=15 ⓑ in general
英語のヒント
ⓐ A=90かつb=15のとき ⓑ 一般に

Solution解答

ⓐ when A=90 and b=15
ⓐ A=90かつb=15のとき
ⓑ in general
ⓑ 一般に
Write the formula.
公式を書く。
.
Write the formula.
公式を書く。
.
Substitute.
代入する。
.
Clear the fractions.
分母を払う。
.
Clear the fractions.
分母を払う。
.
Simplify.
簡単にする。
.
Simplify.
簡単にする。
.
Solve for h.
hについて解く。
.
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 h=2Ab.
英語のヒント
これで三角形の面積と底辺が分かれば、公式h=2Abを使って高さを求められる。
Try It (2)確認問題(2題)
The formula I=Prt is used to calculate simple interest, I, for a principal, P, invested at rate, r, for t years.
英語のヒント
公式I=Prtは、元金Pを年利rでt年間運用したときの単利Iを計算するために使う。
Example 2.62例題 2.62
Solve the formula I=Prt to find the principal, P:
英語のヒント
公式I=Prtを解いて、元金Pを求める:
ⓐ when I=$5,600,r=4%,t=7years ⓑ in general
英語のヒント
ⓐ I=$5,600,r=4%,t=7年のとき ⓑ 一般に

Solution解答

ⓐ I=$5,600, r=4%, t=7 years
ⓐ I=$5,600, r=4%, t=7年
ⓑ in general
ⓑ 一般に
Write the formula.
公式を書く。
.
Write the formula.
公式を書く。
.
Substitute.
代入する。
.
Simplify.
簡単にする。
.
Simplify.
簡単にする。
.
Divide, to isolate P.
割って、Pだけにする。
.
Divide, to isolate P.
割って、Pだけにする。
.
Simplify.
簡単にする。
.
Simplify.
簡単にする。
.
The principal is
元金は
.
.
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 x and y. You might be given an equation that is solved for y and need to solve it for x, or vice versa. In the following example, we’re given an equation with both x and y on the same side and we’ll solve it for y.
英語のヒント
この授業の後半や、今後の代数の授業では、通常xとyで表す2つの変数を結び付ける方程式が現れる。yについて解かれた式を与えられ、xについて解き直す必要がある場合や、その逆の場合がある。次の例題では、xとyが同じ辺にある方程式を与えられ、それをyについて解く。
Example 2.63例題 2.63
Solve the formula 3x+2y=18 for y:
英語のヒント
公式3x+2y=18をyについて解く:
ⓐ when x=4 ⓑ in general
英語のヒント
ⓐ x=4のとき ⓑ 一般に

Solution解答

ⓐ when x=4
ⓐ x=4のとき
ⓑ in general
ⓑ 一般に
.
.
Substitute.
代入する。
.
Subtract to isolate the
y-term.
引いて、yの項だけにする。
.
Subtract to isolate the
y-term.
引いて、yの項だけにする。
.
Divide.
割る。
.
Divide.
割る。
.
Simplify.
簡単にする。
.
Simplify.
簡単にする。
.
Try It (2)確認問題(2題)
In Examples 1.60 through 1.64 we used the numbers in part ⓐ as a guide to solving in general in part ⓑ. Now we will solve a formula in general without using numbers as a guide.
英語のヒント
例題1.60から1.64では、ⓐの数値を手掛かりにして、ⓑで一般的に解いた。今度は数値を手掛かりにせず、公式を一般的に解く。
Example 2.64例題 2.64
Solve the formula P=a+b+c for a.
英語のヒント
公式P=a+b+cをaについて解く。

Solution解答

We will isolate a on one side of the equation.
方程式の一方の辺にaだけを残す。
.
Both b and c are added to a, so we subtract them from both sides of the equation.
aにはbとcの両方が足されているので、方程式の両辺からそれらを引く。
.
Simplify.
簡単にする。
.
.
Try It (2)確認問題(2題)
Example 2.65例題 2.65
Solve the formula 6x+5y=13 for y.
英語のヒント
公式6x+5y=13をyについて解く。
Solution解答

Solution解答

.
Subtract 6x from both sides to isolate the term with y.
両辺から6xを引き、yを含む項だけにする。
.
Simplify.
簡単にする。
.
Divide by 5 to make the coefficient 1.
5で割って、係数を1にする。
.
Simplify.
簡単にする。
.
The fraction is simplified. We cannot divide 13−6x by 5.
英語のヒント
この分数はすでに簡単になっている。13−6xを5で割って約分することはできない。
Try It (2)確認問題(2題)