計算したい式を入力してください。整数・小数・分数(1/2 のように割り算の形で書きます)・かっこ・累乗(^2 または ²)が使えます。足し算・引き算だけの式では、答えまでの動きを数直線でも表示します。
目次
このページでできること
- -3+5-(-2) のような正負の数(プラス・マイナスの数)の式を入力すると、答えだけでなく、中1で習う手順どおりの途中式を1手ずつ表示します
- 「引き算を足し算に直す」「かっこの外し方は同符号なら+・異符号なら−」「掛け算・割り算は負の数が偶数個なら+、奇数個なら−」という符号のルールを、どの手で何を使ったか日本語で説明します
- 足し算・引き算だけの式では、数直線の上を矢印が動く図(+は右へ・−は左へ)でも計算の流れを確認できます
- 整数・小数・分数(1/2 のように割り算の形で入力)・かっこの入れ子・累乗(^2 または ²)が使えます。間違えやすい \((-2)^2\) と \(-2^2\) の違いにも対応しています
- 割り切れない割り算の答えは、四捨五入した小数ではなく約分済みの分数(厳密値)で表示します。式のやさしい解説・Excel/Googleスプレッドシート/Python用のコピペ数式・計算ドリル(演習問題)もこのページにまとまっています
この計算は何の役に立つ?
冬の天気予報の「最低気温 −5℃」は、負の数が毎日使われている代表例です。朝 −5℃ だった気温が昼に 3℃ まで上がったときの上がり幅は 3 − (−5) = 8℃ と、「負の数を引く」計算そのものです。
最高気温と最低気温の差(日較差)や、前日との気温差も同じ引き算で求められ、天気予報の「昨日より5℃低い」は −5 を足す計算にあたります。
収入を+、支出を−で表すと、1か月の収支は正負の数の足し算の合計で求められます。例えば +25万円(給料)、−18万円(生活費)、−4万円(家賃以外の固定費)なら、25 − 18 − 4 = +3万円 の黒字です。
会社の決算やお店の帳簿も同じ考え方で、赤字(マイナス)を含む合計を正しく計算できることは、お金の管理の基本になっています。
海面を 0 として、山の高さは+、海の深さは−で表されます。標高 3776m の富士山の頂上と、水深 2500m の海底との高さの差は 3776 − (−2500) = 6276m と、負の数の引き算で一度に求められます。
地図の標高や海図の水深はこの表し方で統一されていて、基準(海面)をまたぐ差の計算に正負の数が欠かせません。
世界の時刻は、基準(UTC)からのずれを +9(日本)、−5(ニューヨークの冬時間)のように正負の数で表します。日本とニューヨークの時差は 9 − (−5) = 14時間 と、負の数の引き算そのものです。
海外との会議の時間合わせや飛行機の到着時刻の計算は、この「符号付きの数の引き算」で成り立っています。
ゴルフでは基準の打数(パー)との差を −3(3アンダー)、+2(2オーバー)のように表し、合計スコアは各ホールの正負の数の足し算です。−3 の選手と +2 の選手の差は (−3) − (+2) = −5 で、5打のリードとわかります。
サッカーやバスケットボールの「得失点差」も得点−失点の符号付きの数で、順位決定に実際に使われています。
式と数直線
用語・記号の解説
記号
| \(+\) | プラス | 2つの役割を持つ記号。「3 + 5」のように足し算を表す役割(加法の記号)と、「+3」のように 0 より大きい数(正の数)であることを表す役割(正の符号)です。正の符号は省略されることが多く、3 と +3 は同じ数です。 |
| \(-\) | マイナス | +と同じく2つの役割を持つ記号。「5 − 3」のように引き算を表す役割(減法の記号)と、「−3」のように 0 より小さい数(負の数)であることを表す役割(負の符号)です。この2つの役割を行き来する(引き算を「負の数を足す」に直す)のが、正負の数の計算のコツです。 |
| \(\times,\ \div\) | かける・わる | 掛け算(乗法)と割り算(除法)の記号。式の中では足し算・引き算より先に計算します。キーボードでは × の代わりに *、÷ の代わりに / を使うのが一般的で、この計算機もどちらの書き方も受け付けます。 |
| \((\ )\) | かっこ | 計算のまとまりを表す記号。かっこの中は最優先で計算します。また「5 − (−2)」のように、演算の記号と符号が並ぶときに負の数をくるむ役割もあります(− − と記号を2つ並べて書かないための決まりです)。 |
| \(a^{2}\) | エーの2乗 | 累乗の書き方。右上の小さい数(指数)は「同じ数を掛け合わせる個数」を表し、\(a^2 = a \times a\) です。指数はすぐ左にあるものだけに掛かるため、\((-2)^2 = +4\) と \(-2^2 = -4\) は別の式になります。 |
用語
| 正の数 | せいのすう | 0 より大きい数。+3 や 2.5 など。数直線では 0 の右側にあります。符号+は省略できるので、今まで使ってきた普通の数はすべて正の数です。 |
| 負の数 | ふのすう | 0 より小さい数。−3 や −0.5 など。数直線では 0 の左側にあります。気温の「−5℃」、収支の「−3万円(赤字)」のように、基準より小さい・反対向きの量を表すのに使います。0 は正の数でも負の数でもありません。 |
| 符号 | ふごう | 数の前に付く+や−の記号。+が付いた(または何も付いていない)数が正の数、−が付いた数が負の数です。正負の数の計算は「符号を決める」ことと「絶対値を計算する」ことの2段階でできています。 |
| 絶対値 | ぜったいち | 数直線の上で、その数が 0 からどれだけ離れているかの距離。符号を取った数の大きさで、−5 の絶対値は 5、+3 の絶対値は 3 です。足し算・掛け算の符号のルールは、すべて「符号」と「絶対値」に分けて書かれています。 |
| 項 | こう | 式を足し算だけの形に直したときの、1つ1つの数のかたまり。−3 + 5 − (−2) を足し算だけの式に直すと −3 + 5 + 2 になり、項は −3・+5・+2 の3つです。 |
| 同符号 | どうふごう | 2つの数の符号が同じ(+と+、−と−)であること。足し算のルールも、かっこの外し方も、同符号か異符号かで場合分けされています。 |
| 異符号 | いふごう | 2つの数の符号が違う(+と−)こと。足し算のルールも、かっこの外し方も、同符号か異符号かで場合分けされています。 |
| 四則 | しそく | 足し算(加法)・引き算(減法)・掛け算(乗法)・割り算(除法)の4種類の計算をまとめた呼び方。4つが混ざった式の計算を「四則計算」「四則混合」と呼びます。 |
| 加法 | かほう | 足し算の中学以降での正式な呼び方。正負の数では「減法は、引く数の符号を変えて加法に直せる」ことが計算の出発点になります。 |
| 減法 | げんぽう | 引き算の中学以降での正式な呼び方。正負の数では「減法は、引く数の符号を変えて加法に直せる」ことが計算の出発点になります。 |
| 乗法 | じょうほう | 掛け算の中学以降での正式な呼び方。式の中では加法・減法より先に計算します。答えの符号は「負の数の個数が偶数個なら+、奇数個なら−」で決まります。 |
| 除法 | じょほう | 割り算の中学以降での正式な呼び方。式の中では加法・減法より先に計算します。答えの符号は乗法と同じく「負の数の個数が偶数個なら+、奇数個なら−」で決まります。 |
| 累乗 | るいじょう | 同じ数をいくつか掛け合わせた計算。\((-2)^3 = (-2) \times (-2) \times (-2) = -8\) のように書き、右上の小さい数(指数)が掛け合わせる個数を表します。かっこ・掛け算・割り算より先に計算します。 |
| 指数 | しすう | 累乗の右上に小さく書く数。掛け合わせる個数を表します。指数は「すぐ左にあるものだけ」に掛かるので、かっこの有無で \((-2)^2 = +4\)、\(-2^2 = -4\) と答えが変わります。 |
| 数直線 | すうちょくせん | 数を1本の直線の上の点で表した図。0 の右が正の数、左が負の数で、右にいくほど大きい数です。足し算は「+なら右へ、−なら左へ動く」矢印で表せるので、正負の数のイメージづくりに最適です。 |
| 逆数 | ぎゃくすう | 掛けると 1 になる相手の数。\(\dfrac{2}{3}\) の逆数は \(\dfrac{3}{2}\) です。分数の割り算は「逆数を掛ける」に直して計算します。符号は変えない(−の数の逆数は−のまま)ことに注意してください。 |
前提として理解しておくといいこと
このページの計算を「意味がわかって」使えるようになるために、前提として理解しておくといいことをまとめました。
つまずいたら、この表の内容に戻って復習するのが近道です。
| 整数・小数の四則計算(小学1〜5年) |
|
| 分数の計算(小学5〜6年) |
|
| 計算の順序(小学4年) |
|
| 数直線(小学3年〜中学1年) |
|
Excelで計算する方法
| 計算したい式(=に続けて式を書く) | =-3+5-(-2) |
| 数a | -3 |
| 数b | -4 |
| 和 a+b | =B1+B2 |
| 数a | -3 |
| 数b | 5 |
| 和 a+b | =B1+B2 |
| 引かれる数a | 8 |
| 引く数b | -5 |
| 差 a−b | =B1-B2 |
| 数a | -2 |
| 数b | -3 |
| 積 a×b | =B1*B2 |
| 商 a÷b | =B1/B2 |
| 数a | -3 |
| 指数n | 2 |
| 累乗 a^n | =B1^B2 |
2つ目以降は、このページの「式」で紹介した符号のルールをセル参照で確かめる表です。同符号の足し算の例は −7、異符号の足し算の例は 2、引き算の例は 8−(−5) = 13、掛け算の例は (−2)×(−3) = 6 になります。
累乗の表はセル参照(=B1^B2)なので数学どおり (−3)² = 9 になります。ただし数式に直接「=-3^2」と書くと、Excelは先頭のマイナスを累乗より先に処理する仕様のため 9 を返します(数学の慣例 −3² = −9 と逆)。−3² のつもりのときは「=-(3^2)」と書いてください。
Googleスプレッドシートで計算する方法
| 計算したい式(=に続けて式を書く) | =-3+5-(-2) |
| 数a | -3 |
| 数b | -4 |
| 和 a+b | =B1+B2 |
| 数a | -3 |
| 数b | 5 |
| 和 a+b | =B1+B2 |
| 引かれる数a | 8 |
| 引く数b | -5 |
| 差 a−b | =B1-B2 |
| 数a | -2 |
| 数b | -3 |
| 積 a×b | =B1*B2 |
| 商 a÷b | =B1/B2 |
| 数a | -3 |
| 指数n | 2 |
| 累乗 a^n | =B1^B2 |
Googleスプレッドシートでも、数式に直接「=-3^2」と書くと 9 になる仕様(先頭のマイナスが累乗より先)はExcelと同じです。−3² のつもりのときは「=-(3^2)」と書いてください。
Pythonで計算する方法
from fractions import Fraction
# 計算したい式をそのまま書く(×は*、÷は/、累乗は**)
# Pythonの符号の扱いは数学と同じで、-2**2 は -(2の2乗) = -4 になる
result = -3 + 5 - (-2)
print(f"答え: {result}")
# 割り算を含む式は Fraction を使うと、丸め誤差なしの分数の厳密値のまま計算できる
exact_value = Fraction(6) / (-4) + 1 # 6 ÷ (−4) + 1
print(f"分数の答え: {exact_value}")
print(f"小数で表すと: {float(exact_value)}")
数式記述言語(LaTeX等)での書き方(コピペ可)
(−a) + (−b) = −(a + b)
(-a) + (-b) = -(a + b)
<math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML" display="block">
<mrow>
<mo>(</mo><mo>−</mo><mi>a</mi><mo>)</mo>
<mo>+</mo>
<mo>(</mo><mo>−</mo><mi>b</mi><mo>)</mo>
<mo>=</mo>
<mo>−</mo><mo>(</mo><mi>a</mi><mo>+</mo><mi>b</mi><mo>)</mo>
</mrow>
</math>
(-a) + (-b) = -(a + b)
(-a) + (-b)
(-a) + (-b);
(-a) + (-b)
(-a) + (-b) = -(a + b)
(−a) + b = +(b − a) (0 < a < b のとき)
(-a) + b = +(b - a) \quad (0 < a < b)
<math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML" display="block">
<mrow>
<mo>(</mo><mo>−</mo><mi>a</mi><mo>)</mo>
<mo>+</mo>
<mi>b</mi>
<mo>=</mo>
<mo>+</mo><mo>(</mo><mi>b</mi><mo>−</mo><mi>a</mi><mo>)</mo>
</mrow>
</math>
(-a) + b = +(b - a)
(-a) + b
(-a) + b;
(-a) + b
(-a) + b = +(b - a)
a − (−b) = a + b
a - (-b) = a + b
<math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML" display="block">
<mrow>
<mi>a</mi>
<mo>−</mo>
<mo>(</mo><mo>−</mo><mi>b</mi><mo>)</mo>
<mo>=</mo>
<mi>a</mi><mo>+</mo><mi>b</mi>
</mrow>
</math>
a - (-b) = a + b
a - (-b)
a - (-b);
a - (-b)
a - (-b) = a + b
(−a) × (−b) = +ab
(-a) \times (-b) = +ab
<math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML" display="block">
<mrow>
<mo>(</mo><mo>−</mo><mi>a</mi><mo>)</mo>
<mo>×</mo>
<mo>(</mo><mo>−</mo><mi>b</mi><mo>)</mo>
<mo>=</mo>
<mo>+</mo><mi>a</mi><mi>b</mi>
</mrow>
</math>
(-a) xx (-b) = +ab
(-a) * (-b)
(-a) * (-b);
(-a) * (-b)
(-a) × (-b) = +ab
(−a)² = +a²、 −a² = −(a × a)
(-a)^{2} = +a^{2}, \quad -a^{2} = -(a \times a)
<math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML" display="block">
<mrow>
<msup><mrow><mo>(</mo><mo>−</mo><mi>a</mi><mo>)</mo></mrow><mn>2</mn></msup>
<mo>=</mo>
<mo>+</mo><msup><mi>a</mi><mn>2</mn></msup>
<mo>,</mo>
<mo>−</mo><msup><mi>a</mi><mn>2</mn></msup>
<mo>=</mo>
<mo>−</mo><mo>(</mo><mi>a</mi><mo>×</mo><mi>a</mi><mo>)</mo>
</mrow>
</math>
(-a)^2 = +a^2, -a^2 = -(a xx a)
{(-a)^2, -a^2}
(-a)^2; -a^2;
[(-a)^2, -a^2]
(-a)^2 = +a^2, -a^2 = -(a × a)
ChatGPT に聞いて計算してもらう方法
あなたは数学(中学数学)の計算アシスタントです。次の計算を、必ずPythonコードを実際に実行して行い、実行結果の数値だけを根拠に回答してください(暗算や推測で答えないでください)。 次の正負の数の式をそれぞれ計算してください。 1. -3+5-(-2) 2. (-2)×(-3)-4 3. 6÷(-2)+1 4. (-2)^2 と -2^2(2つの違いも説明してください) Pythonでは ×を*、÷を/、累乗を**に直し、割り算を含む式は標準ライブラリの fractions モジュールで厳密に計算してください。それぞれ、使った符号のルール(同符号・異符号、負の数の個数)を中学1年生にわかる言葉で説明し、計算に使った式と実行結果の数値を示してください。
計算ドリル(演習問題)
このページの符号のルールを、自分の手で使えるようになるための演習問題です。
答えと解説は解答ページにあります。
使い方
-
1数値を入力計算したい数値を入力欄に入力します
-
2計算「計算する」ボタンを押します
-
3結果を確認計算結果がその場に表示されます。計算の考え方や式の解説も同じページで確認できます
DataChefの特徴
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