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集合算とは? ベン図でわかる解き方と教え方
集合算は、2つの集まりが重なっているとき、それぞれの人数や、重なっている人数を考える特殊算です。 いちばん大切なのは、ベン図で、全体を4つの部分に分けて書くことです。4つの部分のどこの人数がわかっていて、どこを求めるのかが見えると、式が立てやすくなります。
このページの上にあるシミュレーターでは、クラスの人に「犬が好きか」「ねこが好きか」を聞いた場面を題材に、ベン図に人数を書きこみながら解く流れを確かめられます。 この記事では、保護者の方向けに、集合算の考え方と、家で教えるときのポイントをまとめました。
集合算で使う言葉
| 言葉 | 意味 |
|---|---|
| 全体 | 数えるものすべて。この記事ではクラスの人全員 |
| 犬だけ | 犬が好きで、ねこは好きでない人 |
| ねこだけ | ねこが好きで、犬は好きでない人 |
| 両方 | 犬もねこも好きな人。2つの円が重なるところ |
| どちらも好きでない | 犬もねこも好きでない人。2つの円の外 |
「ベン図で、4つの部分に分ける」
長方形がクラス全体、左の円が犬が好きな人、右の円がねこが好きな人です。2つの円が重なるところが、両方好きな人です。 全体の人は、次の4つの部分のどれか1つに入ります。
犬だけ + ねこだけ + 両方 + どちらも好きでない = 全体
また、犬が好きな人の中には「両方」の人も入っています。
| わかっているもの | 求めるもの | 考え方 |
|---|---|---|
| 犬が好きな人、両方 | 犬だけ | 犬が好きな人 − 両方 |
| 犬が好きな人、ねこが好きな人、両方 | 少なくとも1つ好きな人 | 犬 + ねこ − 両方(両方は2回数えているので、1回ひく) |
| 全体、少なくとも1つ好きな人 | どちらも好きでない人 | 全体 − 少なくとも1つ好きな人 |
例題1:どちらも好きでない人
クラスは40人です。犬が好きな人は25人、ねこが好きな人は18人、両方好きな人は10人います。どちらも好きでない人は何人ですか。
- 犬とねこをたす:25+18=43人。でも、両方好きな10人は、犬の25人にも、ねこの18人にも入っていて、2回数えられている
- 両方を1回ひく:43−10=33人。これが、犬かねこの少なくとも一方は好きな人
- 全体からひく:40−33=7人
答えは、どちらも好きでない人が7人です。4つの部分を書いて足すと、15+8+10+7=40人になり、全体と合います。
例題2:両方好きな人
クラスは40人です。犬が好きな人は25人、ねこが好きな人は18人、どちらも好きでない人は7人います。両方好きな人は何人ですか。
例題1と逆に、「どちらも好きでない人」がわかっています。
- 全体からひく:40−7=33人。これが、犬かねこの少なくとも一方は好きな人
- 犬とねこをたす:25+18=43人。両方好きな人は2回数えられている
- 2回数えたぶんを求める:43−33=10人
43人は33人より10人多く、この10人が2回数えられた両方好きな人です。
例題3:どちらか一方だけ好きな人
犬が好きな人は25人、ねこが好きな人は18人、両方好きな人は10人います。犬かねこの一方だけ好きな人は何人ですか。
この問題は、全体の人数がわかりません。それでも、犬が好きな人の中から両方をひけば、犬だけがわかります。
- 犬だけを求める:25−10=15人
- ねこだけを求める:18−10=8人
- 一方だけを求める:15+8=23人
「25+18=43人」から「両方を2回ひく」(43−10×2=23人)と考えても同じ答えです。一方だけには、両方の人は入らないので、犬の側とねこの側から1回ずつひきます。
2×2の表で整理する
ベン図のかわりに、「犬が好きか」「ねこが好きか」で、たてとよこに分ける表でも整理できます。例題1と同じ数を入れると、次のようになります。
| ねこが好き | ねこは好きでない | 合計 | |
|---|---|---|---|
| 犬が好き | 10人(両方) | 15人(犬だけ) | 25人 |
| 犬は好きでない | 8人(ねこだけ) | 7人(どちらも好きでない) | 15人 |
| 合計 | 18人 | 22人 | 40人 |
表のよいところは、たて・よこの合計が、わかっている人数とつながることです。犬が好きな人の合計は、10+15=25人。ねこが好きな人の合計は、10+8=18人。全体は、25+15=40人です。 わからない部分があれば、その行か列の合計から、ひき算で求められます。
他の単元とのつながり
和差算は、2つの数の和と差から、それぞれの数を求める問題です。集合算も、「犬+ねこ」のように2つを合わせた数から、重なりをひいて、本当の人数を出します。合わせた数と、ちがいを見くらべる点が似ています。
消去算は、2つの式をひき算して、片方の種類を消す問題です。集合算では、2回数えたぶんの「重なり」を見つけて、1回ひくことで、数のずれを直します。「そろえて、ひく」「重なりを見つけて、ひく」という考え方は、どちらにも出てきます。
この記事とシミュレーターで扱っていない問題
次の形は、このページでは扱っていません。
- 3つの集まり:犬・ねこ・うさぎのように、集まりが3つになる問題。ベン図は円が3つになります
- 最大・最小を聞く形:「両方好きな人は、最も多くて何人か」のように、人数が1つに決まらない問題
子どもがつまずきやすいポイント
1. 両方をひき忘れる
例題1で、25+18=43人を、そのまま「少なくとも1つ好きな人」としてしまうまちがいです。 すると、40−43で、全体より多くなってしまいます。両方の10人は2回数えられているので、1回ひく必要があります。
2. 両方を2回ひいてしまう
例題1で、25+18−10×2=23人としてしまい、40−23=17人と答えるまちがいです。 2回数えたぶんを直すには、1回ひけば足ります。2回ひくのは、例題3のように「一方だけ」を求めるときです。
3. 「少なくとも1つ好きな人」を答えにしてしまう
例題1で、25+18−10=33人で止まってしまうまちがいです。 33人は、どちらかは好きな人です。問題が聞いているのは、どちらも好きでない人なので、全体の40人から、もう1回ひきます。
4. 「犬が好き」の中に「両方」が入っていることを忘れる
「犬が好きな人が25人」は、「犬だけ」の人数ではありません。両方の10人も入っています。 犬だけを求めるときは、25−10=15人のように、両方をひきます。
5. 答えを確かめない
4つの部分の人数を足して、全体と合うか確かめる習慣をつけましょう。例題1なら、15+8+10+7=40人です。
家での教え方
4つの部分を先に書く
問題を読んだら、先に長方形と2つの円をかいて、「犬だけ」「両方」「ねこだけ」「どちらでもない」の場所を書きこんでもらいましょう。 わかっている人数を書き、求めるところを「?」にすると、何がわからないのかが見えます。
「ここは何回数えている?」と聞く
犬の人数とねこの人数をたしたとき、2回数えている部分はどこかを聞いてみましょう。「両方のところ」と答えられれば、1回ひく理由がわかっています。
シミュレーターで人数を動かす
シミュレーターの「たいけん」のタブでは、人数を変えると、ベン図の4つの部分がどう変わるかを見られます。 お子さんと一緒に、「両方を増やしたら、犬だけはどうなる?」と先に予想してから、確かめてみてください。
まとめ
- 集合算は、2つの集まりが重なっているとき、人数や重なりの人数を考える特殊算。ベン図で、全体を4つの部分に分けて書く
- 犬とねこをたすと、両方の人は2回数えられる。少なくとも1つ好きな人は、犬+ねこ−両方
- どちらも好きでない人は、全体−少なくとも1つ好きな人。一方だけは、犬だけ+ねこだけ
- 答えは、4つの部分を足して全体と合うか確かめる
まずはページ上部のシミュレーターで、お子さんと一緒に、ベン図に人数を書きこむ流れを見てみてください。
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