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nearは、前置詞、形容詞、副詞
nearbyは、形容詞、副詞 として使います。
質問に近い形ができるとすれば、下記のような時でしょうか?
①Tom and his wife live near a restaurant.
(トムとその妻はあるレストランの近くに住んでいる)
②Tom and his wife had dinner at a nearby restaurant.
(トムとその妻は近くのレストランで夕食をとった)
①の文は前置詞としてnearを、②は形容詞としてnearbyを使用しています。
形容詞としてのnearは「場所に関して表現するとき」使うことが出来ないため、②のnearbyをnearには置き換えられません。
補足:nearを形容詞として名詞の前で使うときは、以下の2つで使い方が異なります。
①場所に関する文...nearは使わない。nearby等を使用。
I ate at a near restaurant. ×
I ate at a nearby restaurant. ◯
②時間に関する文...nearが使える。nearbyは不可。
Let's meet again in the near future. ◯
Let's meet again in the nearby future. ×
参考になれば幸いです。