.還って来た 取りつくし法の未来

(1)何等分でも出来る線分と、分数の概念。 2008. 1. 9. 

はじめに
分数の下心
  the Basic Fractions Concepts

(2)グレゴリーπ公式と、分数の〔かたち〕    あゆみ(歩)
(3)グレゴリーπ公式と、ワイリス望遠鏡
(4)九章算術方田章に同居する分数の概念
(5)九章算術方田(原文と勝手な解釈)
(6)円のふるえを〔分数のかたち〕で測ってみよう
(7)
天才ライプニッツと一反木綿()と分数の概念

 これを正確に訳すと「分数の基礎的概念」ですが、そこまでゆかず「分数の基礎」といわれている。
 仮にそうだとすると、Basic で止めて、Concepts を言わないのは、本当は良くないのではないか。意味を主体的に形成しているのは Concepts で、Basic はその意味範囲を限定しているわけですから。もっとも「コンセプト(概念)」という言葉自体が意味不明なために、言えばかえって邪魔をする心配はあるので、この際、『コンセプト(概念)とは何か』ということを尋ねてみました。
 芸術における概念(抽象概念)は、心で感じ取ったものを2次元(絵画)、3次元(立体彫刻など)で表現したものといえる。音楽も同様で、心で感じ取ったものを楽器の音、人間の声を構成して表現している。( wikipedia )
 これだと別に難しいこともなさそうです。良い手本を見つけたので、安易にコピペしましょう。
 分数における基礎的概念は、心で感じ取った「かたちの大きさ」を、1次元(棒)、2次元(板きれ、扇)で、表現したものといえる。
 思い切り具体的に説明したので、内容のある話になってきました。多分これだけのことだと思います。
 「分数の基礎的概念」といわれたら、直ちにそこに向かえば良いわけですが、(多くの人が)ピンと来ないのは、「基礎」と「概念」を重ね着した言葉の衣(ころも)が厚すぎて、要件に向かう車が渋滞しているのではないか。そこのところはもっと軽量化してすっと通り抜けることも必要だと思います。
 そこで、同じことを軽く一息で述べた言葉を探すことにしましたが、「概念」でさえも縮めて「念」と言うことも含みにして、私のことだから、頼るのはやはり漢字です。

 忌 志 忍 忘 忠  怨 急 思 怒 恐 息 恋(戀) 悪 患 悲 惑 意 愚 慈 想 態 慾 慮 憩 

 IMEパッドでは4画の部首「心(こころ)」の一覧表から、「心」が下にある漢字を拾ってみました。期せずしてさまざまな『心模様』を採集した結果になりましたが、この心は、「漢字の脚の一つ」であり、「したごころ」と呼ばれています。すなわち「基礎的な心」です。
 このグループにおいて「」という字を分析したとき、「今」を抱える下心は、その人その人のその時その時の『心模様』をそのとおりに映して見せる映写機みたいなものなので、「概念」という言葉が無内容になるのも当然です。
 それよりも、忠 怨 思 息 患 惑 意 愚 想 態などの字を個々に見てください。これが最大の目玉です。
 漢字における『分数の下心』は、心で感じ取った「かたちの大きさ」を、口、中、日、目、田、串、夕、月などで表現したものといえる。

線分は何等分でも出来る

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「この線分をちょうど2等分する点はどこですか?」と尋ねられたときには、
(1)両端を中心に同じ半径の円を描いて、両円の左右の交点を直線で結ぶ。
これでぴったりだと思っていたのですが、ほかの方法もあるようです。しかも、その方法によれば「何等分でもできます」というのですから驚きます。
『定規とコンパスを使って・・・』解答
http://web2.incl.ne.jp/yaoki/atakaku.htm

(2)元の線分の1端から、別の線分を適当な長さに描き、
  同じ長さの線分を継ぎ足して、2倍の長さにする。
 (2倍に伸びた線分には自動的に2等分点が出来るところがミソです。)
 その線分の片端と元の線分の片端を結んで線分を引く。
 同じく2等分点から始めて、平行な線を引くと、元の線分を2等分する。

 それで思ったのですが、この線分を2等分するには、別個の線分(それは2倍される)の助けが必要不可欠でした。方法(1)にしても例外ではなく、別の線分がはっきりした姿を現さないだけのことで、助けの必要をすこしも免れてはいなかったようです。
 しかし、方法(1)のプライドを傷つけてもいけないので、方法(2)の主張をさりげなく取り入れながら、右のようなかたちにあらためることにします。
 ここからならさらに何等分でもできます。この2等分線を基にして、3等分、
4等分をおこなっています。5等分の図は略しましたが、要領は同じです。


 結構ややこしいことをしているのに、説明が追いつきませんが、
〔参考ページ〕線分の三等分 http://yosshy.sansu.org/3tobun.htm
 その方法3と比べて見て、図のつくりはまったく同じだといえます。

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これが本当の分数棒(fraction bar)?

 この「分数棒」のことをネットで調べてみたのですが、意外な問題にかかずらわることになりました。
 〔分数:fraction〕の表記法は、分母:denominatorsを下に置き、分子:numeratorsと上に置いて、真ん中に横線を書き添えることに決まっていますが、この線は正式には何というのでしょうか。私も知らなかったのですが、公式には括線:Vinculumといいます。
 括線は「くくりつける」という意味です。ただ、Vinculumには絆(きずな)とか臍の緒という意味もあり、この線が分母分子を結び付けているとも理解されないことはないので、このように僅かでも情緒を帯びている言葉を括線と訳したのは何か冷淡な感じがします。しかし、とか臍の緒と訳して、「この線によって母と子は離れ難く結ばれている」と説明しても、それ以前に分母分子は固く結ばれているので、おそらく二番煎じの無駄な説明に終わるだろうと思います。
 要するに、は、(そこからここまでが分数だということが)よくわかるように、補助的に書き添える線であり、それによって新たな意味を付け加えることはない。そうなると、括線:Vinculumという言葉を日頃から厳守しておく必要もないので、分数の線:fraction lineでも、分数の棒:fraction barでも、意味が通じさえすれば何でも構わないということになります。
 検索してみたら、気儘に"分数の棒"と呼んでいる人もけっこういます。しかし、穏健に"分数の線"と呼んでいる人のほうが多いようです。
 ここで変な言い掛かりを付けますが、というのは、図形的には、限りの無い直線のことです。ところがは線分です。だから、"線"と呼んでいる人は、慎重を期して分数の線分と呼び改めるべきではないか。この狙いは幾つにも等分できる線分に看做してしまうところにあります。
 この点において、棒:barについては何もいうことはありません。実際、
fraction barには「分数を棒の長さであらわす」という私が期待していた意味も含まれていました。
 Fraction Bars: Learn the Basic Fractions Concepts
 そればかりか、「分数の基礎概念」を育てる教材の総称になっていました。
(「概念」というと難しい言葉になるので、苦心の翻訳は「分数の下心」でした)
 そこでふと思ったのは、1分の1に始まる分数の序列を見たときに、

 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1
 ― ― ― ― ― ― ― ― ― ―
 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10

 1の1分の11の2分の1〕〔1の3分の1というふうに、最初にを唱えて数え挙げることが、「分数の概念」からすれば、勧められるのではないか。何を見てというときには、分数棒を並べて見ればよいでしょう。

 

 簡単な分数計算なら、「分数棒」を手に取って計算することもできます。
 ためしに、2分の14分の14分の3という簡単な分数計算を「分数棒」を使ってやってみます。
 答えは目盛を見てくださいというのが分数棒計算の趣旨です。そうすると3分の14分の112分の7という場合には、答えを見るために12分の1の分数棒がどうしても必要になってきます。
 計算器としては無能に近いという分数棒の弱点をばらしてしまいましたが、これを裏返せば、"分数の概念"を見せるものとしては極めて優秀であるということにはならないでしょうか。
 "分数の概念"というのは「分数とは何か」という考えと同じだと思います。
 そこで、「分数とは何か」ということを考えてみます。
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数えること分けあうこと

 クラッカーが5個あったので、私と友達の2人でわけました。互いに2個づづ取りあって、合計4個がわけられたものの、1個が余りになって残りました。

 わけられた4個のクラッカーを2つの四角に囲っているのは、2個が私の口(くち)に入り、同じく2個が友達の口に入ったということを表しています。
 クラッカーが1個余ったのは、このように等しく数えてわけたからですが、これも2つに割って(半分づつにわけて)食べてしまおうということになりました。
 私達は、2分の1を発生させるという、いかがわしい分数実験にとりかかっています。
 砕けやすいクラッカーを半分に割るのは難しそうですが、中央を通る針穴の列を折り目にして、鉛筆などの角に押し当てて割ればきれいに割れます。これを厳密に2等分しているとはいえませんが、1個のクラッカーが2つに割られれば、最前にあった1個のものは消失して、新たに2個のものが現れているくらいのことは、誰でも異議無く承認されるでしょう。
 2分の1、そして分数のことを、私達は、はっきりした数の仲間として理解することになりました。図解したいのはそのことですが、

 余ったクラッカー1個(図左)をわけるときには、わけられる物とわける人の立場が入れ変わり、物1個が人2人をわけようとします。(図中)
   2人 ÷ 1個 = 2人.
 なんと、人ふたりが物1個の口にひとり占めされる結果になったので、
 私と友達の2人は、クラッカー1個によって、完食されてしまいました。
 2人を食する1個というゾンビな数の組合せが、ここに現れたことは、重要です。しかし、とりあえず人に被害はなかったので安心してください。(図右) 半分に割ったクラッカーが私達の口に入ると同時に、わける人の立場は完全に回復されました。
   1個 ÷ 2人 = 2分の1個...........1を割る割算
 結局、1人2分の1個を持つという数の組合せが残されました。

 「分数とは何か」という問い詰めの答えが、問い詰めた人の素人考えに任されるのは当然のことです(もちろん数学者の助言は欠かせませんが)。したがって、私は私の素人考えを堂々と述べることにします。

1)物(複数)が人口(単数)にわけ与えられるとき   人口1あたりにして
 1/1, 2/1, 3/1, 4/1, 5/1,・・・・・  →    1、2、3、4、5、・・・・・  整数
2_1)人口(複数)が物口(単数)にわけ与えられるとき  物口1あたりにして
 1/1, 2/1, 3/1, 4/1, 5/1,・・・・・  →    1、2、3、4、5、・・・・・  整数
2_2)物口(単数)が人口(複数)にわけ与えられるなら  人口1あたりにして
 1/1, 2/1, 3/1, 4/1, 5/1,・・・・・ → 1/1, 1/2, 1/3, 1/4, 1/5,・・・・・ 分数式

 ここ(2_2)から分数式が始まったというわけのわからない話ですが、
 「物口」と「人口」は互いに分離量(参考)を相手にしていると考えています。
 余りのクラッカー1個にしても、いまだに分離量であり、と数えます。

 さらに、6等分から10等分までは、既にできた5等分線を基にして一図の内におこなっていますが、それでも、6等分から7等分。8等分へと順序を踏んでゆくことにしました。
 以上の手順をなにげなく振り返ってみると、
 長さ1という線分を2等分、3等分していって、10等分までし終えたので、この限りでは、分節が多くなるにしたがって、1個の分節はどれほど縮んでゆくかということが目に見えてわかるようになっています。
 おそらく図形に関しての意義はそれだけのことでしょう。しかし、ことを分数にかこつけて、長さ1という線分がもし1分の1という分数だすると、もっとためになることをしているのではないか。というのは、
 1分の1に始まる分数の序列を見て、

 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1
 ― ― ― ― ― ― ― ― ― ―
 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10

2分の1〕〔3分の1と数え挙げることは誰でも出来ますが、それらの分数の間の大きさの関係をイメージしながら数え挙げるという難しいことを実際よくやっているからです。こういう厳密な数え挙げはあまりおこなわれていないと思うので、我ながらなかなか感心なことをしたと思います。それで、こういう数え挙げがいつでもできるように、この成果を1つの図表にして残しておくことにします。

 単位分数を棒の長さであらわす。

 

 (マイナスの分数棒も用意しました。)

 

 検索ヒット件数 google  2007.12.20

 (「1分数円」のような直接関係のない言葉が多く含まれています)

 "分数"&"棒" 316000

 "分数棒" 143   "分数の棒" 970  "分数の横棒" 336

 "分数"&"バー" 25100  "fraction bar" 15700

 "分数バー" 1  "フラクションバー" 1  "分数のバー" 8

 "分数"&"線" 275000

 "分数線" 212   "分数線分" 5

 "分数の線" 2530 "分数の線分" 5 "fraction line" 10800

 "分数の横線" 276

 "分数"&"括線" 140     "Vinculum" 132000

 "括線" 401   "Vinculum"&"fraction" 4580

 

単位分数分子数列

  1/1
  1/2__2/2
  1/3__2/3__3/3
  1/4__2/4__3/4__4/4
  1/5__2/5__3/5__4/5__5/5
  1/6__2/6__3/6__4/6__5/6__6/6
  1/7__2/7__3/7__4/7__5/7__6/7__7/7
  1/8__2/8__3/8__4/8__5/8__6/8__7/8__8/8
  1/9__2/9__3/9__4/9__5/9__6/9__7/9__8/9__9/9
  1/10_2/10_3/10_4/10_5/10_6/10_7/10_8/10_9/10_10/10

  

 引き算もできます。

  

俺がこんなに強いのも、あたり前田のクラッカー。

http://www.tkamiya.net/junk/archives/004306.html

(参考) 卵の場合には「ひとつの卵」はだれにも「ひとつの卵であって1単位は明白である。したがって、かごの中に入っている卵の数は「ひとつ、ふたつ....」と数える。このように(1単位が明白であり)細分することができない量を分離量という。一方、棒の長さや液体のかさのように1単位が明白でない量がある。たとえば水の場合には、いくらでも細かに分けられるし、一方の容器の水と混ぜればたちまち一体となる。このように、いくらでも細分できるし、合体することもできる対象に付随している量を連続量という。分離量は数え、連続量は測る。
 (『数の理論入門』第4章;有理数と無理数/関沢正躬;丸善)

fraction bar (1つの口の中に、口がいくつもある)

 

 2人でわけて食べることが出来たからといって、「私達の食い意地に負けて、(分離量は)連続量に転化した。」というふうに考えるのも気が引けます。実験の目的は、そんな臨界現象ではなく、小麦粉の小さな塊(かたまり)が人口2を食している事実を確認することでした。
 これを「分数」という前に、あえて「分数式」というのは、人口物口に食われているゾンビな状況を眼に焼き付けて置きたいと願うからです。
 物口1人口2が対している。これは整数的な関係ですが、1つの口の中に2つの口がある。ものが口(くち)だけに閉じた形をしています。そこでこの関係を数式的に表そうとして、というふうに記したとします。(仮に、人口3が対しているときには、というふうに記したとします。) こういうのは良いアイデアだと思いますが、続いてつぎのような展開が予想されます。
 人口2物口1に関与する実際のすがたは様々です。甲・乙2人の内、甲が気持ちよく自分の権利を譲って、乙に全てを任せるか。甲が全てを取得したのを、乙が取り戻そうとして、裁判沙汰になるか。或いはどちらも押しが弱くて、物はトンビに攫われてしまうか。数式的表記としてのは、こうした思惑には左右されずに、仲良く半々に分け合っているすがたを理想します。春分の日に昼夜の時間が等しくなる如くですが、2つの口は互いに同形同大になっている。(においては、3つの口が互いに同形同大になっている。) これではまるでフラクションバーです。

 

 

 

漢字に見る分数の起源。

 「」という漢字を見ると、「」の頭の上に分数の「」という字が載っています。そこで、「分」はいったい何扁と言うのだろうかと思って調べてみたところ、部首に取り立てられる程の勢いは無くて、「人(ひとがしら・やね)」と「刀(かたな)」の合成字に終わっていました。そういえば、「分」に寄り添う漢字は、「頒、粉、紛、雰、貧」くらいしか思いつかない。微々たる勢力です。

 自分、気分、身分、分身、領分、分節、分量、分野、分家、分析、積分、
 線分、処分、分割、分散、分子、分解、配分、何分にも、言い分、塗り分け

 「分」の展開を熟語で見たときには、どんなものでもお構いなく分けてしまう印象を受けますが、漢字1字のレベルで見たときには、のスペクトルは非常に狭い。ページを分ける。穀粒を分ける、糸筋を分ける。雨粒を分ける。そして特に貝殻を分ける。分けるということはどういうことなのでしょうか?
 ところで、(かい、かいへん)の漢字をざっと並べて見ると、なにか金目のことに執着するような傾向が伺えます。

 負、貢、財、貨、貫、責、販、貧、貴、貸、貯、買、賣(売)、
 賊、費、貿、資、賃、賜、質、賞、賤、賭、賠、贈、寶(宝)

 熟語になるともっとよくわかりますが、

 負債、財産、貨幣、販賣(売)、貴賎、貸借、貯蓄、購買、消費、盗賊、
 貿易、資本、賃労働、質権、褒賞金、賭博、賠償、贈与、寶物、

にちなむ漢字の多くは、人々の経済活動と密接に関っています。(注)
 これには、漢字の原型が作られた古代中国の殷の時代に、貝殻で作った貨幣(おかね)が盛んに使われていたという背景があるようです。貝貨の材料は子安貝(宝貝)で、沖縄やフィリピンなど南方の島々から海上交易を通して内地に運ばれて来た品物です。
(紐が通るように穴が開けてあるので、何枚かを貫ねて高額にする。)

 

  原貝貨
  子安貝(宝貝)です。 裏面はていねいに削り取っています。
  21.1mm 2.0g , 16.3mm 1.1g

  http://homepage3.nifty.com/~sirakawa/Coin/C001.htm

 

(注)
 生物としてのカイ(介)は、虫(むしへん)にしたがいます。

   蚧、蚶 蛤、蚫、蛤、蜆、蛽、蜷、蝸

したがって、「貝」の原義を別に探る必要がありますが、
経済活動に限らず広範囲に「貝」の字を拾い上げて見ると、

  貝、則、測、員、貞、貶、貼、賀、賛、賢、圓(円)

「貝」には、「折り目正しい人」という意味がひとつありそうです。、「人を正しく数える」という意味があり
そうです。ゲゲゲの鬼太郎の目玉親爺ではありませんが、
たぶん正しい眼力(見識)を持っている人の形象でしょう。
このとき、「目」は、ものさしの目盛の形象でもある。

 

貝貨は分数力を秘めていた? 

 そのころの市場には、綺麗な麻布が貝貨5枚の値段で売られている一方で、5端を束ねて貝貨1枚の値段になる粗末な麻布も売られていました。
   1枚 ÷ 5端 = 5分の1枚...........1を割る割算
 粗末な麻布1端の値段は、「5分の1枚」です。
 しかし、市場では「賤」という価値の低い補助貨幣も使用されていたと思うので、麻布1端を売り買いするために、貝貨1枚を切り分けて5片にばらしたりすることはなかったと考えます。
 「だったら、『補助貨幣が何枚要る』という値段のほうを先に言え。」と、厳しいお叱りを受けそうで怖いのですが、私は「貝貨がひとりでに値付けできる」ことを先に言いたかったわけです。この貨幣は、今風に言うとディスカウント力に満ち溢れていたので、相手がいくら貧しくても困ることはなかった。
 いかに賤しい物であっても、また非常に貴い物であっても、1つの価値尺度に基づいて それなりの値段を付けることが出来る。この能力にこそ、貝貨が、おそらく世界最古の貨幣(おかね)として、盛んに使われた原因があるのではないかと思います。このとき、貝貨(貝殻)は分母( /5)になり、相手の価値を分子(1/ )にしていたので、「貧」という漢字が生まれたというわけです。

 からだ全体を縦に貫く切れ長の大きな口を開けている。左右の唇には入ってくる分数を測り数えるかのように10余筋の目盛が並んでいる。
 中国人が、「整数」と「分数」を厳密に区別する習慣を、近代になっても保持してきたのは、そのせいなのか?

  日本では、"分数の概念"2920 中国では、"分之概念"1830

 いずれにせよ、貝貨がフラクションバーであり"分之概念"に満ち溢れていたと信じたいものです。

まとめにかえて

心で感じ取った「かたちの大きさ」を、2つの数を組み合せて表現すると、それが分数ですが、(かたちで)表現していた頃に戻って、分数のありかたを考えるのは、いつでも意義あることだと思います。その意味では、通分の説明も避けて通れないので、最後に、3分の14分の1という計算をしてみます。

〔問題〕
 1年間を、3等分した1期間と、4等分した1期間を、合せて1つにしました。
 それぞれの期間を、月数になおすと、それぞれ何か月になりますか。
 合せて1つにした期間を、やはり月数になおすと、何か月になりますか。

 (月数を測るために、12分の1の分数棒も用意されています。)

 

南の島の週末残業 

2007年10月20日 | ミクロネシアの小学校

南の島の週末。日本の皆さんは、きっとのんびりした週末を想像されるでしょうが、今日は早起きして朝5時から仲間の隊員とワークショップの準備に取り掛かりました。

今回のテーマは分数。

この島の子どもたちの課題は算数において、数的感覚・イメージをつかむことができない。

たとえば、2分の1と3分の1を比べたら、ある子どもは、3分の1の方が大きいって言います。なぜなら3の方が数字が大きいから。

それらを克服していくには具体物を使って算数を教えること。
その大切さを伝えるため今回の授業ではフラクションバーを使います。

でもそんな便利がものがこの島に子どもが使える分あるはずがなく、紙を調達して手作りで作っています。
分数の大きさに比例して2分の1、3分の1と作るので正確さが要求されるので、12分の1とかになるとかなり難しい。

でも夕方までには終了。

これで月曜日今度ワークショップを行う学校に前に渡した分に追加して持っていけます。

そして夕方からテニスに行って一汗かいて終了。

南も島でも週末残業?あります。日本人ですから。

http://blog.goo.ne.jp/micronesia2006/m/200710

..

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 解答者は、「1年が12月にわかれている」という経験的事実を拠りどころにして、12分の1の分数棒を差し当てて、測ります。
 この内、4分の1期間が3か月に等しいことは、1年に四季(春・夏・秋・冬)があることから既に知られていたかもしれませんが、そのようにして月々は、1年の内の1月であり、3か月であり、4か月であり、12か月であればよい。(12人の内の、1人、3人、4人、12人というような個別的なありかたはもはや望んでいない。)この時点において、1月は12分の1という分数になっています。
 したがって、この場合の通分というのは、3分4分を見合わせることもせずに、ひとりでに12分に向かうものといえます。

 しかし、"分数の基礎的概念"が分数学習を手助けするのも、恐らくこのあたりが最後でしょう。これから先、分数の計算はさらにアクロバティックなものになり、いくつもの括線を挟んで、「下を上へ」「上を下へ」の大騒ぎが繰りひろげられます。とても見てはいられませんが、分数が多種多様な用途に活用されているしるしなので、それも仕方がないとして、それに対処する新たな分数の概念を締め括る言葉が見当たらないのは残念なので、私の一存でもって、とりあえず"分数の発展的雑念"と呼んでおきます。

続き グレゴリーπ公式と、分数の〔かたち〕

あゆみ(歩) 

 

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 (この問題に関係のある単位分数分子数列)