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平方根(√・ルート)とは?「二乗の逆」でやさしく読み解く

「√」という記号を見ると、つい身構えてしまう——そんな方は多いですよね。でも、心配いりません。平方根(へいほうこん)は、名前こそいかめしいけれど、中身は「どんな数を二乗したら、この数になるの?」という、たったひとつの問いかけでできています。この記事では、正方形の絵や数直線を使いながら、√をゆっくりほどいていきましょう。

執筆:畠 慎一郎(スマート・アナリティクス株式会社)

平方根とは?「二乗すると、その数になる数」

さっそく結論からいきますね。平方根とは、二乗(=同じ数を2回かけ算)すると、もとの数になる、その「もと」の数のことです。たとえば3を二乗すると、3×3で9になりますよね。このとき、逆から見て「9のもとになった3」を、9の平方根と呼びます。

そして、この平方根を表す記号が「√(ルート)」です。「9の平方根は3」を記号で書くと、次のようになります。

9 = 3
9の平方根は3。3を二乗(3×3)すると9にもどるからですね。

矢印にすると、二乗と平方根は「行き」と「帰り」の関係になっています。片方が分かれば、もう片方はその逆をたどるだけ。次の図を見てください。

二乗と平方根は、行きと帰りの関係39二乗する(3×3=9)平方根をとる(√9=3)
図1:二乗(かけ算)と平方根は行きと帰りの関係。3を二乗すると9、9の平方根は3にもどります。
ことばメモ 「平方」とは二乗のこと。正方形(英語で square)の面積が「一辺×一辺」で求まることから、同じ数を2回かけることを「平方」と呼びます。「根」は「もと」という意味。あわせて「二乗のもとの数」=平方根、というわけですね。

もうひとつ、25でも試してみましょう。5×5=25なので、25の平方根は5です。

25 = 5
25の平方根は5。5を二乗(5×5)すると25になります。

√の読み方と、よく出てくる平方根

「√」は「ルート」または「根号(こんごう)」と読みます。√25なら「ルート25」ですね。はじめのうちは、下の表のようにきれいに割り切れる(=整数になる)平方根から覚えておくと、ぐっと親しみがわきます。

もとの数平方根(√)確かめ算(二乗)
000×0=0
111×1=1
422×2=4
933×3=9
1644×4=16
2555×5=25
1001010×10=100

表の右はしにある「確かめ算」がポイントです。平方根が正しいかどうかは、その数を二乗して、もとの数に戻るかを見れば、いつでも自分で確認できます。√は暗記するものではなく、二乗をさかのぼるものなんだ、と思っておいてくださいね。

ことばメモ √0=0、√1=1 も忘れずに。0を二乗しても0、1を二乗しても1なので、平方根も自分自身に戻ります。「二乗で変わらない数」は、平方根でも変わりません。

割り切れない平方根もある(√2 は 1.41…)

ここまではきれいに割り切れる例でした。でも、すべての数がそうとはかぎりません。たとえば√2。「二乗すると2になる数」を探すのですが、1×1=1では小さすぎ、2×2=4では大きすぎます。答えは1と2のあいだのどこか——実際にはおよそ1.41です。

2 ≒ 1.41
2の平方根はおよそ1.41。1.41×1.41がだいたい2になり、小数が終わらない数です。

数直線の上に置くと、√2の居場所がはっきりします。√1・√4・√9のようにちょうど目盛りに重なる仲間もいれば、√2のように目盛りのあいだに入る数もある、というわけですね。

数直線でみる平方根012345=√4=√9√2 ≒ 1.41
図2:√1=1、√4=2、√9=3はちょうど目盛りに重なりますが、√2はおよそ1.41で、1と2のあいだに入ります。
ことばメモ 「≒」は「およそ等しい」という記号。√2=1.41…と小数が終わらないので、ふだんは √2≒1.41 のように「だいたいの値」で表します。きっちり書きたいときは、√2 のまま置いておいてもOKです。

正方形の面積から「一辺」を求めてみよう

平方根のイメージがいちばんつかみやすいのが、正方形です。正方形の面積は「一辺×一辺」、つまり一辺を二乗した数でしたよね。ということは、その逆——面積から一辺を求めるのが、まさに平方根の出番です。

一辺 = √面積
正方形の一辺は、面積の平方根で求められます。面積がわかれば一辺がわかる、というわけですね。
正方形の面積から一辺を求める面積 25一辺 55一辺 = √25 = 5
図3:面積25の正方形の一辺は、25の平方根で5。「面積→一辺」をもとめるのが平方根です。

では、実際に手を動かしてみましょう。面積が36の正方形の一辺は、いくつでしょうか。「二乗すると36になる数」を、小さい方から順に試してみます。まず5×5=25。まだ36より小さいので、もう少し大きくしてみます。

6 × 6 = 36
6を二乗すると36。ぴったり36になりました。

ぴったり36になりました。つまり、面積36の正方形の一辺は6。記号で書けば次のとおりです。

36 = 6
だから、面積36の正方形の一辺は6です。

このように、平方根の求め方は「二乗して、その数になるかを試す」のがいちばんの基本。割り切れない数(√2など)のときだけ、およその小数にしたり、電卓の√キーを使ったりすれば大丈夫です。

統計では「標準偏差=分散の平方根」で出会います

最後に、統計での登場シーンをのぞいておきましょう。たとえばテストの点数が、みんなの平均からどれくらいバラついているかを数字にしたいとき、統計では「分散(ぶんさん)」というものを計算します。ところが分散は、計算の途中で二乗を使うため、単位が「点×点」のように二乗されてしまい、大きさの感覚がつかみにくくなります。

そこで、分散の平方根をとって、もとの「点」の単位に戻したもの——これが「標準偏差(ひょうじゅんへんさ)」です。平方根は、二乗でふくらんだ単位を、元の大きさに連れ戻してくれる役目を果たしています。

標準偏差 = 分散
分散の平方根が標準偏差。二乗して大きくなった単位を、平方根でもとに戻すイメージです。

分散と標準偏差のくわしい話は 標準偏差・分散の完全ガイド にまとめています。また、平方根と並んでよく出てくる「Σ(シグマ)」や「二乗」は、それぞれの回でていねいに扱っています。いまは「√は二乗の逆」——この一点だけ持ち帰っていただければ十分ですよ。

まとめ

  • 平方根とは「二乗すると、その数になる『もと』の数」。√はその記号で「ルート」と読みます。
  • √25=5、√9=3、√1=1、√0=0。正しさは「二乗して戻るか」で確かめられます。
  • √2≒1.41のように、割り切れない平方根もある。数直線では目盛りのあいだに入ります。
  • 正方形の「面積→一辺」を求めるのが平方根。求め方の基本は「二乗して試す」こと。
  • 統計では「標準偏差=分散の平方根」で登場し、二乗でふくらんだ単位を元に戻します。

よくある質問(FAQ)

平方根と「ルート」は同じ意味ですか?
ふだんはほぼ同じ意味で使われます。正確には「平方根」が「二乗するともとになる数」という考え方の名前で、「√(ルート・根号)」はそれを表す記号です。√9と書いて「9の平方根(=3)」を指します。
マイナスの数にも平方根はありますか?
はじめて学ぶ段階では「正の数の平方根」だけを考えれば十分です。−4のような負の数の平方根は、ふだん使う数(実数)の範囲では出てこないので、いまは気にしなくて大丈夫。まずは0以上の数の√に慣れていきましょう。
√2のような割り切れない数は、どう扱えばいいですか?
多くの場面では、およその小数(√2≒1.41)で十分です。きっちり正確に表したいときは、√2 のまま式に残しておいてもかまいません。細かい計算が必要なときは電卓の√キーを使いましょう。
平方根は、手計算でどうやって求めるのですか?
基本は「二乗すると、その数になる数」を小さい方から試すことです。たとえば√36なら、5×5=25、6×6=36…と試して6と分かります。割り切れないときは、およその小数にするか電卓を使えばOKです。
統計のどこで平方根を使いますか?
代表的なのが「標準偏差=分散の平方根」です。分散は途中で二乗を使うため単位が二乗されてしまいますが、平方根をとることで、もとの単位(たとえば点や cm)に戻し、ちらばりの大きさを直感的に読めるようにします。
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平方根(ルート)電卓

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執筆:畠 慎一郎
スマート・アナリティクス株式会社 代表。SPSS、日本IBM、セールスフォースを経て現職。統計解析ソフトの現場に20年あまり関わり、総務省統計局の研修講師も務める。著書3冊。「むずかしい統計を、はじめての人にもやさしく」をモットーに執筆しています。