今回は、前回学んだa×0=0を利用して、
(-1)×(-1)=1を証明してみましょう!
証明
まずは、簡単な準備から
マイナスにマイナスをかけるとプラスになる、というのは有名な話ですが、
これもa×0=0と同様、あたりまえなことではありません。
今回もこの問題は、今まで見てきた計算法則たちと、前回やった
a×0=0も使って考えることができます。
さらに今回は、(-1)×(-1)=1ではなく、
(-1)×(-1)+(-1)=0
をまずは証明していきます。
それでは、証明に入りましょう!
この証明もやはり前回と同様、一連の計算からなります。
何を示すかというと、
(-1)×(-1)+(-1)=0
の左辺
(-1)×(-1)+(-1)
を分配法則などの「計算」によって0になることを見ていきます。
まず分配法則を持ち出します。
分配法則の式の形を思い出しながら(-1)をくくると、
(-1)×(-1)+(-1)
=(-1)×(-1)+(-1)×1
=(-1)×((-1)+1)
となります。つまりここでは、
第2項の(-1)の外には「1」がついていると思いながら(-1)をくくり出したのです。
さらに計算を進めます。
今度はかっこの中の(-1)+1の計算に入ります。当然
(-1)+1=0
となるので、これをさっきの計算式に入れれば
(-1)×((-1)+1)=(-1)×0
となりますね。
最後に、a×0=0×a=0を思い出します。ここで、aは実数であれば何でも成り立つので、
特にここではaを(-1)と思いましょう。すると、
(-1)×0=0
となります。
まとめよう!
今まで行った計算の一連の流れを書いてみましょう!すると
こんな感じになりますね。
(-1)×(-1)+(-1)
=(-1)×((-1)+1)
=(-1)×0
=0
最初の式と最後の式だけを取り出してみると
(-1)×(-1)+(-1)=0
となりました。
一見、(-1)×(-1)=1ではないように見えますが・・・
今ここで示したのは(-1)×(-1)+(-1)=0であって、
(-1)×(-1)=1ではありません。しかし、最後に一工夫をしてあげれば終わりです。
(-1)×(-1)+(-1)=0の両辺に1を足します。
これが、最後の一工夫です。
左辺は
(-1)×(-1)+(-1)+1
=(-1)×(-1)+(-1)+1
=(-1)×(-1)
右辺は0+1=1となります。よって、
(-1)×(-1)=1
が証明できました。
やはりこの式においても、
「どの式の中でも(-1)×(-1)=1を使っていない」
ということ注目しましょう。計算法則(主に分配法則)だけを使って
(-1)×(-1)の計算をし続けた結果、1にたどり着いた、ということを
この一連の計算式は示しているのです。
なので、(-1)×(-1)は決して当たり前に1ではなく、
このような計算式があることを覚えておきましょう!
また、この計算でも結合法則は出てきませんでしたが、
この証明をキッチリやろうとすると出てきます。
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