絶対値の面白い使い方                   戻る

 高校生にとって、「絶対値」はとても難しいらしい。「−3の絶対値は3」という段階では何
ということもないが、

    x ≧ 0 のとき、 |x|= x

    x < 0 のとき、 |x|= −x

ということを学ぶ段階では、教える側は生徒の非常な抵抗を感じざるを得ない。

 たとえば、  と普通に計算できても、根号の中が文字になると、平気
で、 という誤りを犯す場合が多い。正しくは、  であるが、これを警
鐘する意味も込めて、
               (ルートの中は、怖い事情)

と、いつも教えることにしている。

 絶対値は、数直線の原点からの距離を表すという定義以上に、数学のいろいろなところ
で活躍する。

  は一つの例であるが、私的には、

        −|x|≦ x ≦|x|

という不等式が一番気に入っている。

 今回紹介する裏技は、 の両辺を2乗した形 |x|2=x2 を利用するもので
ある。

問題  方程式 x2−4x = 3|x−2| を解け。

 通常、この問題は教科書・問題集などでは、多分次のように解かれている。

(解) x ≧ 2 のとき、 |x−2|= x−2 なので、 x2−4x = 3( x−2 )
     よって、x2−7x+6 = 0 より、 ( x−1 )( x−6 )=0 なので、 x = 1、6
     ここで、 x ≧ 2 なので、 解は、 x = 6
    x < 2 のとき、 |x−2|= −x+2 なので、 x2−4x = 3( −x+2 )
     よって、x2−x−6 = 0 より、 ( x−3 )( x+2 )=0 なので、 x = 3、−2
     ここで、 x < 2 なので、 解は、 x = −2
   以上から、求める解は、 x = 6、−2

 絶対値がよく分かっている方だったら、すんなり納得できる解答であるが、不確かな理解
しかない場合は上記の解答は多分読めないだろう。

 上記の解答では、おそらく「場合分け」をしている部分が生徒にとって一番の難解な部分
だと考えられる。

 これを回避する策として、次のような解法があることを最近知る機会があった。

(裏技の解) x2−4x = 3|x−2| より、 ( x−2 )2−4 = 3|x−2|

       ここで、
              ( x−2 )2 = |x−2|2
       なので、
              |x−2|2−4 = 3|x−2|
       すなわち、
              |x−2|2−3|x−2|−4 = 0
       となる。
             |x−2|= X とおくと、 X ≧ 0 で、 X2−3X−4 = 0
        よって、
             ( X−4 )( X+1 )=0 より、 X = 4、−1

        ここで、 X ≧ 0 なので、解は、  X = 4 のみ

       したがって、 |x−2|= 4 より、 x−2= ±4 なので、 x = 6、−2

(コメント) この裏技はいつも使えるとは限らないが、このような考え方もあるのかと感心さ
      せられた。