縦に本数、横に人数をとった面積図をかいて考える。
男子に5本ずつ、女子に3本ずつ配った状態の面積図は上の通り。
青色で塗りつぶした長方形が男子に配った鉛筆、赤色で塗りつぶした長方形が女子に配った鉛筆を表している。
ここで、問題文の「新たに20本を追加して、男子に4本ずつ、女子に5本ずつ配る」は上の面積図の状態から「男子から1人1本ずつ回収し、女子は1人2本づつ追加で配布する」と考えることができる。
新たに追加した20本とはじめに余っていた6本を合わせた26本は女子に1人2本づつ追加で配布(下の面積図の黒色で塗りつぶした長方形)したと考えられるので、これが13人分(残りは27人)。
次に、男子から1人1本づつ回収(下の面積図の黄色で塗りつぶした長方形)する。
この男子から回収した鉛筆は、女子に1人2本づつ追加で配布(下の面積図の緑色で塗りつぶした長方形)される。
これで、追加の20本を合わせて、すべての鉛筆が配布された。
ここで、下の面積図の黄色で塗りつぶした長方形と緑色で塗りつぶした長方形は鉛筆の本数が同じ、すなわち面積が等しい。
また、それぞれの縦の長さが1本分、2本分なので、横の長さの比が 2:1 だとわかる。
さらに、この 2:1 の長さを合わせた横の長さは27人分なので、
27÷3=9 より
黄色で塗りつぶした部分の横の長さは18人分
緑色で塗りつぶした部分の横の長さは9人分
つまり、男子が18人、女子が22人とわかる。
よって、
始めに配ったときの条件「男子に5本ずつ、女子3本ずつ配ると6本余る」から
18×5+22×3+6=162本
これが、はじめに用意していた鉛筆の本数である。