数字の世界の広がり〜小学生から高校生まで「数」はどう変わっていく?〜 京の算数学#1096

京の算数学問題#1096

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算数学コラム

こんにちは!京都市中京区で学習塾「アイデア数理塾」を運営しています、油谷拓哉(ゆたに たくや)です。

私たちは幼いころから数字に親しみながら生活しています。

「1、2、3…」と数をかぞえるところから始まり、学校の授業ではどんどん難しく、そして面白くなっていきます。

今日は、小学生から高校生までに学ぶ「数の広がり」について、順を追ってわかりやすくお話ししていきます。


小学生:数に「慣れ親しむ」時期

小学校ではまず、「物の数え方」や「順番」の表現としての数を学びます。

  • 1個、2個(量を表す)
  • 1番目、2番目(順序を表す)

ここで学ぶのは、数が生活に役立つツールであるという感覚です。

そして、足し算・引き算・かけ算・わり算といった四則演算を身につけ、小数や分数といった「割り切れない数」も登場してきます。

この時期の学びのテーマは、「身近なことを数字で表す力」を育てることです。

中学生:数の「枠をこえる」体験が始まる

中学に入ると、「数直線」や「負の数(マイナスの数)」が登場します。

0を基準に、右には正の数、左には負の数が並ぶ世界。

たとえば、

  • 気温が−3℃
  • 銀行口座の残高が−5,000円

このように、マイナスの概念が現実の問題に使えることを知り、数の世界が広がり始めます。

さらに中学後半では、「無理数」が登場。

無理数とは、分数では表せない数のことで、有名なのが√2(ルート2)や円周率πです。

  • √2 ≒ 1.4142135…(ずっと続く小数)
  • π ≒ 3.141592…(止まらない円の比)

目に見えないけれど、確かに存在する。そんな数があると知ることで、数の世界に“無限”の感覚が加わります。

高校生:実数を超えた「虚数」の世界へ

高校に入ると、いよいよ数の世界が“見えないもの”へと広がっていきます。

中学までは「実数(real number)」と呼ばれる範囲を扱ってきました。

実数とは、数直線上に存在するすべての数。自然数、整数、小数、分数、無理数もすべて実数です。

でも高校では、それを飛び出す「虚数(imaginary number)」が登場します。

虚数とは、マイナスの数の平方根を扱うための新しい考え方です。

たとえば √−1 は普通は存在しません。でも、数学ではこれを

i(アイ)と定義することで計算が可能に!

  • i² = −1
  • 2i、5 + 3i のような数が登場

これらを「複素数(complex number)」と呼びます。

ここで大切なのは、見えないものも数として扱うという発想。数学の世界は、現実の感覚を超えていきます。

虚数や複素数って、何に使うの?

「こんな見えない数、何の役に立つの?」と思うかもしれません。

でも実は、複素数は私たちの暮らしの中で大活躍しています。

  • 電気回路の波の計算
  • スマホやパソコンの信号処理
  • 3Dグラフィックスの描画
  • 音声の加工・分析
  • 工学・量子物理・AIのアルゴリズムにも

つまり、「現実をより深く理解し、未来をつくるための数学」なのです。

抽象的なように見えて、実はとても実用的なのが高校数学のすごいところです。

数の概念が広がるということは?

数学の面白さは、単なる計算力ではなく、「ものの見方」が変わることにあります。

  • 自然数(1、2、3…)だけだった世界が、
  • 負の数、分数、小数、無理数、虚数…と
  • どんどん広く、深く、抽象的になっていく。

この広がりを追いかけることで、「現実をどう理解するか」や「思考の柔軟さ」が育っていくのです。

数学とは、数を通して世界を理解する学問。

目に見えない数も、ちゃんと意味があり、世界を説明する力になる。
だからこそ、数字の世界を広げる経験は、子どもたちにとってかけがえのないものになります。


まとめ:数の旅を、楽しもう!

小学校で始まる数の世界は、中学・高校と進むにつれて、目に見えるものから見えないものへと広がっていきます。

数字は単なる道具ではなく、世界を理解し、未来を創る鍵です。

そして、数の広がりを楽しむことこそが、数学を学ぶ最大の魅力ではないでしょうか。

数字がどんどん自由になっていく感覚、
その楽しさを、ぜひ子どもたちと一緒に味わってみてください!

以上、京都市中京区のアイデア数理塾
油谷拓哉(ゆたに たくや)がお届けしました!

算数・数学のご相談はぜひおまかせください!

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