受験算数はきょうもおもしろい

以前の記事の続きです。

 

今年出された平面図形の問題の第6回です。

 

図の六角形ABCDEFは面積が96㎠の正六角形で、辺の途中にあるはそれぞれの辺を4等分する点です。
正六角形と三角形の面積計算図
三角形GBCの面積は[ア]㎠、三角形GCHの面積は[イ]㎠、三角形GHIの面積は[ウ]㎠、三角形GHIと三角形JKLが重なった部分の面積は[エ]㎠です。(栄東2026東大)

 

 

右矢印 正六角形に対角線3本を引くと合同な正三角形6個に分かれる。

六角形ABCDEFは面積が96㎠の正六角形」だから本問の正三角形1つの面積は16㎠(=96÷6)

正六角形が6つの正三角形に分割され1つは16㎠

この正三角形と比べることで[ア][イ]の問いにある面積を出すと

[ア]三角形GBCの面積

底辺GBは正三角形の1辺の¾倍、高さは等しいから面積は正三角形の¾倍

平面図形問題:正六角形と三角形の面積

よって16×¾=[ア]12㎠

[イ]三角形GCHの面積

底辺CHは正三角形の1辺の¼倍、高さは1¾倍だから面積は正三角形の⁷⁄₁₆倍(=¼×1¾)

平面図形問題:正六角形と面積計算

よって16×⁷⁄₁₆=[イ]7㎠

[ウ]三角形GHIの面積

三角形GHIは正六角形ABCDFEから合同な四角形(下図の青)3つを切り取った形。そして四角形GBCH=三角形GBC+三角形GCHだから切り取る四角形1つの面積はア+イ=12+7=19㎠

正六角形と三角形ABCDEFの面積

よって96-19×3=[ウ]39㎠

[エ]三角形GHIと三角形JKLが重なった部分の面積

求めたいのは次の赤の正六角形の面積。これは対角線3本を引くことで6つの合同な正三角形に分かれるが、三角形GHIに注目すると9つの合同な正三角形に分かれている。そして三角形GHIの面積が39㎠(ウ)だからこの赤の正三角形1つの面積は¹³⁄₃㎠(=39÷9)

正六角形と内側の赤色図形

よってこの重なった部分の面積は¹³⁄₃×6=[エ]26㎠ 完了

 

揚げ物惣菜とフランクフルトの陳列棚

 

 

 

 

 

以前の記事の続きです。

 

今年出された食塩水の問題の第7回です。

 

その1(広尾学園小石川2026) 

 

こさ𝓧%の食塩水A 250gとこさ𝓨%の食塩水B 450gを混ぜて、こさ𝓩%の食塩水Cをつくりました。このとき、食塩水Cのこさは食塩水Aのこさの2倍になりました。
𝓧、𝓨、𝓩がそれぞれ、25以下の整数のとき、食塩水Cに含(ふく)まれる食塩の重さは▢gです。

 

右矢印 それぞれの食塩水に含まれる食塩の重さ(g)を出すと

  • こさ𝓧%の食塩水A 250g」には250×𝓧÷100=2.5×𝓧…ア
  • こさ𝓨%の食塩水B 450g」には450×𝓨÷100=4.5×𝓨…イ
  • これらを混ぜてできた「食塩水Cのこさは食塩水Aのこさの2倍」だから(250+450)×(2×𝓧)÷100=14×𝓧…ウ

するとア+イ=ウより23×𝓧=9×𝓨

ここで𝓧、𝓨は「25以下の整数」だから𝓧=9、𝓨=23

よってウより▢=14×9=126g

 

 

その2(六甲学院2026) 

 

容器Aと容器Bに、濃(こ)さの異なる食塩水が135gずつ入っています。Bの食塩水から81gをAに入れて混ぜると、Aの食塩水の濃さは10%になりました。その後、さらにBから27gの食塩水をAに入れて混ぜるとAの食塩水の濃さは9%になりました。はじめのAの食塩水の濃さは何%ですか。

 

右矢印 天びん図を書いて考えると(Bの量をふやすと濃さは下がるからAの方が濃いとまずわかる)

  1. 135gが入った容器Aがあり「Bの食塩水から81gをAに入れて混ぜると、Aの食塩水の濃さは10%に」なるから重さの逆比で、天びんのうでの長さの比は左:右=135:81=45:27(図ア)食塩水濃度の天秤図と計算方法
  2. ここに「さらにBから27gの食塩水をAに入れて混ぜるとAの食塩水の濃さは9%に」なる。このときBは81+27=108gだから、左右のうでの長さの比は135:108=40:32(図イ)
  3. この支点のずれ5が1%だから1=0.2%

よって図アで考えてAの食塩水の濃さは10+0.2×27=15.4%

 

 

その3(ラ・サール2026) 

 

3%、4%、7%の食塩水A、B、Cをいくらかずつ混ぜると3.5%になりました。また、Cの重さはそのままで、AとBの重さを入れかえて混ぜると、4%になりました。はじめに混ぜたときの、食塩水A、B、Cの重さの比を求めなさい。

 

右矢印 同じ比どうし足しても比は変わらないという比の性質(加比の理)を使って考えると

  1. 第2文にある混ぜ方だとA+B+Cで4%になる。このとき加比の理より、Bが4%だからA+Cも4%。つまり天びん図にすると天秤図で食塩水A,B,Cの重さの比を計算A:C=3:1と分かる。そしてこれは重さをBと入れかえたあとのAの話だからはじめの重さの比にするとB:C=③:①
  2. また第1文にある混ぜ方だとA+B+Cで3.5%になる。そこでまず重さ①のCと混ぜると3.5%になるような重さのAを考えると食塩水AとCの比率を図解重さ⑦のAと混ぜればよい(図イ)
  3. また重さ③のBと混ぜると3.5%になるような重さのAを考えると天秤図で食塩水A、B、Cの濃度を比較重さ③のAと混ぜればよい(図ウ)
  4. すると加比の理より、図イと図ウの食塩水を混ぜても濃さ3.5%となる(図エ)食塩水A, B, Cの重さの比を示す図

よって食塩水A、B、Cの重さの比は

10:3:1 完了

 

夕焼けの橋とビル群のイラスト

 

 

 

 

 

以前の記事の続きです。

 

今年出された推理の問題の第2回です。

 

その1(市川2026) 

 

4つのグループA、B、C、Dがあり、Aには15人、Bには20人、Cには25人、Dには40人の合計100人います。この100人が、あるテス卜を受けました。その結果、テストの点数について次のことが分かっています。
「100人全員が60点以上得点した」
「AかBのいずれか一方のグループだけ全員が80点以上得点した」
「BかCのいずれか一方のグループだけ全員が80点以上得点した」「CかDのいずれか一方のグループだけ全員が80点以上得点した」このとき、100人全員のテストの点数の平均は少なくとも何点以上といえるか求めなさい。

 

右矢印 次のようにア~エの記号をつける。

 ア「100人全員が60点以上得点した」
 イ「AかBのいずれか一方のグループだけ全員が80点以上得点した」
 ウ「BかCのいずれか一方のグループだけ全員が80点以上得点した」
 エ「CかDのいずれか一方のグループだけ全員が80点以上得点した」

 

するとイ、ウ、エより全員が80点以上得点したグループは2つだけで、それは

①BとD、②AとC

のどちらか。場合分けしてしらべると

①BとDだけが80点以上の場合

  1. Aには15人、Bには20人、Cには25人、Dには40人」いるから少なくとも20+40=60人が80点以上得点した。するとBとDで80×60=4800点以上は確実
  2. アよりAとCで60×(15+25)=2400点以上は確実
  3. したがって4人で7200点以上(=4800+2400)は確実に得点した…❶

②AとCだけが80点以上の場合

  1. この場合には少なくとも15+25=40人が80点以上得点した。するとAとCで80×40=3200点以上は確実
  2. アよりBとDで60×(20+40)=3600点以上は確実
  3. したがって4人で6800点以上(=3200+3600)は確実に得点した…❷

よって①②どちらの場合であっても4人で6800点以上得点したことは確実(❷より)だから6800÷100=68より、100人全員の平均点は少なくとも68点以上

 

 

その2(早稲田佐賀2026) 

 

A、B、C、D、E、Fの6人が50m走の記録についてそれぞれ下のように話した。この6人の話した内容の中で、1人だけまちがった内容を話していて、AとEの話した内容は正しいことが分かっている。

A「記録の早い順でEの次だったけど、一番遅くはなかったよ」
B「6人の中で、遅い方から2番目か3番目だったよ」
C「Fよりも遅かったよ」
D「6人の中で一番早いか遅いかだったよ」
E「Bよりも遅かったよ」
F「6人の中で、早い方から2番目だったよ」

6人の50m走の記録がすべて異なるとして、間違った内容を話しているのは▢である。A〜Fの中から1つ選びなさい。

 

右矢印AとEの話した内容は正しい」から

  • AはEの次だったが一番遅くはなかった
  • EはBよりも遅かった

この2つを合わせると少なくとも

B>E>A>◼

であったことがわかる(「>」の左は右より早いこと、◼は1人以上いることをあらわす)

 

するとBの発言「6人の中で、遅い方から2番目か3番目だったよ」ということはありえない。

(その結果、C「Fよりも遅かったよ」、D「6人の中で一番早いか遅いかだったよ」、F「6人の中で、早い方から2番目だったよ」は正しい発言となる。これはD→F→B→E→A→Cという結果だったとすればすべてつじつまが合う)

 

よって間違った内容を話しているのはB

 

運動会で旗を持つ子供たちと国旗

 

 

 

 

 

以前の記事の続きです。

 

今年出された図形の移動の問題です。

 

その1(普連土2026) 

 

次の問いに答えなさい。
⑴ 図1のように2つの正三角形PとQがあり、1辺の長さはPが2cm、Qが4cmです。Pは図の位置から出発して、Qのまわりを辺にそってすべることなく転がり、1周して元の位置に戻ります。正三角形Pの頂点Aが動いてできる線を解答用紙の図にかきなさい。また、頂点Aが動いた線の長さを求めなさい。
図1 正三角形PがQを転がる様子

 

右矢印 正三角形Pの頂点Aが動いてできる線は次のとおり(学校発表の解答より)

図形PとQが転がる様子

このときAのえがく線はすべて半径2㎝の弧で、中心角の大きさは次のようになっている。

正三角形Pが正三角形Qの周りを回転する図

よって中心角の大きさを合計すると120×2+240×2=720°だからその弧の長さは2×2×3.14×720/360=25.12㎝

 

⑵ 図2のように2つの正方形RとSがあり、1辺の長さはRが3cm、Sが6cmです。Rは図の位置から出発して、Sのまわりを辺にそってすべることなく転がり、1周して元の位置に戻ります。正方形Rの頂点Bが動いてできる線を解答用紙の図にかきなさい。また、頂点Bが動いた線と正方形Sの辺で囲まれる部分の面積を求めなさい。図2 RとSの正方形

 

右矢印 正方形Rの頂点Bが動いてできる線は次のとおり(学校発表の解答より)

正方形RとS、頂点Bの軌跡図

このとき頂点Bが動いた線と正方形Sの辺で囲まれる部分の面積を

  1. 半円(赤)4個
  2. 三角形(黄)4個
  3. 四分円(青)2個

に分けてそれぞれ面積を考えると

正方形Sの周りを転がる正方形Rの頂点Bの軌跡

  1. 半円(赤)4個…3×3×3.14÷2×4=56.52㎠
  2. 三角形(黄)4個…3×3÷2×4=18㎠
  3. 四分円(青)2個…半径の長さは直接出すことはできないが、この半径は正方形Rの対角線でもあるから正方形Rの面積の求め方2通りを考えて3×3=半径×半径÷2より半径×半径=18㎠であることがわかる。正方形RとS、重なる部分の面積したがって四分円(青)2個の面積は18×3.14÷4×2=28.26㎠

よって求める面積は56.52+18+28.26=102.78㎠

 

 

その2(昭和女子2026C) 

 

下の図のように、直線𝓵上に縦3cm、横5cmの長方形Aと、直角になる2つの辺の長さが8cmの直角二等辺三角形Bがあります。Aは図の位置から毎秒1cmの速さで矢印の方向に直線𝓵に沿って動き始めます。次の問いに答えなさい。

長方形Aと直角二等辺三角形Bの図

 

⑴ AとBが重なっている時間は何秒間ですか。

 

右矢印毎秒1cmの速さ」で動くAの動く様子を図にすると、AがBと重なるのはアの長さを進んだ直後からイの長さを進んだときまで。

図形AとBの重なりを示す図

そして

  • アの長さは3㎝
  • イの長さは3+8+5=16㎝

よって3秒後から16秒後までの13秒間

 

⑵ 重なる部分の図形が台形になるのは、Aが動き始めてから何秒後から何秒後の間ですか。

 

右矢印 重なる部分の図形が台形になるのはAがカの長さを進んだ直後からキの長さを進んだときまで。

長方形Aと二等辺三角形Bの重なる様子

そして

  • カの長さは3+3=6㎝
  • キの長さは3+5=8㎝

よって6秒後から8秒後まで

 

⑶ Aが動き始めてから10秒後の重なる部分の図形の面積は何㎠ですか。

 

右矢印 小問⑵で使った8秒後の図と比べて考える。

重ならない部分(青の直角二等辺三角形)に注目すると

長方形Aと直角二等辺三角形Bの重なる部分

重ならない三角形の辺の長さは8秒後にタテ・横3㎝だったのが10秒後には2㎝進んでタテ・横1㎝になっている。

 

よってAの面積からこの重ならない三角形の面積を引いて

3×5-1×1÷2=14.5㎠ 完了

 

カラフルな風船とガーランドのイラスト

 

 

 

 

 

以前の記事の続きです。

 

今年出されたプレゼント交換の問題です。

 

Aさん、Bさん、Cさん、Dさんの4人はクリスマスにプレゼント交換(かん)会を開きました。そこでは、4人がプレゼントを持ち寄って、だれのプレゼントかわからないようにして、1人1つずつ取りました。
以下の《会話文》は、交換会に参加した4人が、後日その交換会について話し合っている様子です。
《会話文》をよく読んで、その下の問いに答えなさい。(品川女子2026)

《会話文》A:先日の交換会では、運よくみんな他の人が持ってきたプレゼントを取ることができたね。B:もしかしたら、自分が持ってきたプレゼントを自分で取ってしまう場合もあったはずなのにね。

C:それじゃあ、4人のうち何人が自分が持ってきたプレゼントを取るかの場合に分けて、それぞれ何通りあるか調べてみようよ。どれだけ運が良かったかわかるんじゃない?
D:それは興味深いね。じゃあ、簡単な場合から考えてみよう。4人全員が自分が持ってきたプレゼントを取る場合はもちろん1通り。

A:次は、4人のうち3人が自分が持ってきたプレゼントを取る場合を考えるんだね。
B:待って!そうしたら残った1人も自分が持ってきたプレゼントを取るしかないから、この場合は4人全員が自分が持ってきたプレゼントを取る場合と同じだよ。
A:あっ、本当だ。じゃあ、4人のうち2人が自分が持ってきたプレゼントを取る取り方を考えればいいのか。
C:それならまずは、4人のうちAとBが自分が持ってきたプレゼントを取った場合から考えよう。
B:そうすると、CとDはお互(たが)いがプレゼントを入れ替(か)えるしかないんだね。
プレゼント交換の順列例
D:つまり、「自分が持ってきたプレゼントを取る2人」を決めると、自動的に「他の人が持ってきたプレゼントを取る2人の取り方」も決まるということだね。
A:4人のうち2人が自分が持ってきたプレゼントを取る取り方は[ア]通りだ!

⑴[ア]にあてはまる数を答えなさい。

 

右矢印 4人から2人を選ぶ選び方だから4×3÷2=6通り

よって[ア]6

 

C:よし、4人のうち1人だけが自分が持ってきたプレゼントを取る場合を考えてみよう。今度は、4人のうち、Aだけが自分が持ってきたプレゼントを取った場合から考えると…
A:残りのB、C、Dが3人とも他の人が持ってきたプレゼントを取ることを考えるのか、大変そうだなぁ。
D:順番に考えよう。Bが持ってきたプレゼントをCが取るとすると?
A:あっ、Cが持ってきたプレゼントはDが、Dが持ってきたプレゼントはBが取ると自動的に決まるよ!
プレゼント交換の順列問題図
C:Bが持ってきたプレゼントをDが取ると考えても同様だね。
B:じゃあ、4人のうち1人だけが自分が持ってきたプレゼントを取る取り方は[イ]通りだ。意外と簡単だったね。

⑵[イ]にあてはまる数を答えなさい。

 

右矢印右矢印右矢印

  1. Aだけが自分が持ってきたプレゼントを取った場合、Bが持ってきたプレゼントを①Cが取るときが1通り、②Dが取るときが1通りだから、合わせて2通り
  2. 同じように、Bだけが自分が持ってきたプレゼントを取った場合も2通り、Cだけが自分が持ってきたプレゼントを取った場合も2通り、Dだけが自分が持ってきたプレゼントを取った場合も2通り
  3. したがって4人のうち1人だけが自分が持ってきたプレゼントを取る取り方はぜんぶで2×4=8通り

よって[イ]8

 

D:あとは、4人がそれぞれ他の人が持ってきたプレゼントを取る場合を考えるだけだね。A:よ〜し、がんばるぞ!

⑶ 4人がそれぞれ他の人が持ってきたプレゼントを取る取り方は何通りありますか。

 

右矢印右矢印右矢印

 

❶議論の結論をまとめると

  1. 4人全員が自分が持ってきたプレゼントを取る場合…1通り(会話文)
  2. 4人のうち3人が自分が持ってきたプレゼントを取る場合…なし(会話文)
  3. 4人のうち2人が自分が持ってきたプレゼントを取る場合…6通り(小問⑴)
  4. 4人のうち1人だけが自分が持ってきたプレゼントを取る場合…8通り(小問⑵)
❷また4人が4個あるプレゼントからそれぞれ1個を取る取り方はぜんぶで4×3×2=24通り

 

よって(余事象の考え方で)4人がそれぞれ他の人が持ってきたプレゼントを取る取り方は

24-1-6-8=9通り 完了

プレゼント交換、完全順列9通り

 

プレゼント交換会で楽しむ子供たち

 

 

 

 

 

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今年出された数表の問題の第3回です。

 

その1(鹿児島修学館2026) 

 

右の表のように、整数が規則正しく並んでいます。例えば、2行5列目の数字は5で、4行3列目の数字は6です。このとき、次の⑴〜⑶の▢にあてはまる数を答えなさい。
数表2026 鹿児島修学館 問題の表
⑴ 9行3列目の数字は▢です。

 

右矢印 表からわかる規則性として

  • 左上から右下にかけて1が1個、2が2個、3が3個、…のように連続して並んでいる(三角数が関係している)…ア
  • 1行は6列…イ
したがって
  • イより9行3列目にあるのは6×(9-1)+3=51番目の数
  • 51に近い三角数をさがすと9番目の三角数が45、10番目の三角数が55。つまりアより46番目から55番目に並ぶ数は10
よって9行3列目の数字▢は 10

 

⑵ 数字の11は▢行目と▢行目にあります。

 

右矢印右矢印右矢印

  1. 11番目の三角数は66
  2. イより66÷6=11(あまり0)だから11行目の最後(11行6列目)まで11が並ぶ
  3. またアより11は11個連続で並ぶからそのはじまりは10行2列目

よって11があるのは10行目と11行目

 

⑶ ▢行目に並ぶ6つの数字の和は159です。

 

右矢印右矢印右矢印

  1. 159÷6をすると26あまり3。つまり▢行目に並ぶ数は1~3列が26で4~6列が27
  2. そして26番目の三角数は(1+26)×26÷2=351だから351番目の数が何行目に並んでいるかを考えればよい
  3. すると351÷6=58あまり3より351番目の数は59行目に並ぶ(26は59行3列目まで26個連続で並ぶ)

よって▢=59

 

 

その2(城西川越2026) 

 

次のように最上段を1段目とし、数が三角形状に規則的に並べられています。例えば、5段目の左から3番目の数は14です。このとき、次の問いに答えなさい。数表の規則性を示す画像
⑴ 8段目の左から2番目の数はいくつですか。

 

右矢印 表に続く7段目と8段目を書くと次のようになる。

城西川越2026 数学 問題 8段目29

よって29

 

⑵ 15段目の左から14番目の数はいくつですか。

 

右矢印 2段目から8段目までの左から2番目だけぬき出すと

2,4,7,11,16, …

となっている。

城西川越2026 数学 問題図 規則性

これは

  • 2段目…1+1=2
  • 3段目…(1+2)+1=4
  • 4段目…(1+2+3)+1=7
  • 5段目…(1+2+3+4)+1=11
  • 6段目…(1+2+3+4+5)+1=16

という仕組みになっており、N段目の左から2番目は「(N-1)番目の三角数+1」という規則性が見つかる。

 

すると14番目の三角数が105(=(1+14)×14÷2)だから15段目の左から2番目は106(=105+1)

 

ところでこの表は左右対称だから左から2番目は右から2番目と同じ数だから15段目については

(左から14番目)=(右から2番目)=(左から2番目)

という関係になっている。

 

よって15段目の左から14番目の数は106

 

⑶ 8段目の横に並んだすべての数の和はいくつですか。

 

数表の規則性を示す図

 

右矢印 横に並んだ数の和を段ごとに計算すると

  • 1段目…1
  • 2段目…2+2=4
  • 3段目…3+4+3=11
  • 4段目…4+7+7+4=22
  • 5段目…5+11+14+11+5=46
  • 6段目…6+16+25+25+16+6=94
  • 7段目…7+22+41+50+41+22+7=190

このあたりまで書き出すと5段目の和からふえ方が規則的になっていることに気づく。すなわち

N段目(Nは5以上)の和は

(N-1)段目の和×2+2…星

という規則性が見つかる。

 

よって8段目の和は190×2+2=382

 

⑷ 横に並んだすべての数の和が6142になるのは何段目ですか。

 

右矢印 8段目の和は382であること、および星の規則性を使って9段目以降の和をしらべると

  • 9段目の和は382×2+2=766
  • 10段目の和は766×2+2=1534
  • 11段目の和は1534×2+2=3070
  • 12段目の和は3070×2+2=6142

よって12段目 完了

 

勉強する少年と数表の問題

 

 

 

 

 

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今年出された立体図形上の点の移動の問題です。

 

図のように1辺の長さが24cmの立方体ABCDEFGHがあります。立方体ABCD-EFGHの図
2点P、Qはどちらも立方体の辺の上を毎秒1cmで動く点です。
点Pは、点Aから点D、点Dから点C、点Cから点Bまで動きます。
点Qは、点Bから点C、点Cから点G、点Gから点Fまで動きます。
2点P、Qがそれぞれ点A、点Bを同時に出発しました。(フェリス2026)
⑴ 2点P、Qが出発して17秒後に、点Dから直線PHへ垂直に引いた直線が直線PHと交わる点をRとします。直線DRの長さは6.72cmです。このとき、三角形PQHの面積は▢㎠です。▢にあてはまる数を求めなさい。

 

右矢印 まず点P、Qの動きは次のようになる。

立方体上の点P, Qの移動と面積変化

そして17秒後の様子は次のとおり。

立方体上の点P、Qの移動と三角形PQHの面積

ここでDQ間に補助線を引いてできる三角すいD-PQHを考えるとその体積は

  • 三角形PDHを底面、PQを高さとみると7×24÷2×24÷3=672…ア
  • 三角形PQHを底面、DRを高さとみると▢×6.72÷3…イ

のどちらでも出すことができる。

 

よってア=イより▢×6.72÷3=672だから▢=300㎠

 

⑵ 2点P、Qが出発してから27秒後と▢秒後の三角形PQHは合同になります。▢にあてはまる数を求めなさい。

 

右矢印 27秒後の三角形PQHは次の黄色の形になる。

立方体上の点P、Qの移動と三角形PQH

このときDP=CQ=3㎝だから、同じ平面CGHD上でもう1回、PC=QG=3㎝となったとき(点線の形となって)これと合同な三角形ができる。

それにはP、Qともここからさらに24-3×2=18㎝進む必要がある。

 

よって▢=27+18=45秒後

 

 

⑶ 2点P、Qが移動するとともに、三角形PQHの面積がどのように変化するかについて、次の[①]〜[③]にあてはまるものを、以下のア〜キから選び記号で答えなさい。同じものを繰り返し選んでもよいです。

出発してから24秒後までは、2点が移動すると三角形PQHの面積は、[①]24秒後から48秒後までは、2点が移動すると三角形PQHの面積は、[②]
48秒後から72秒後までは、2点が移動すると三角形PQHの面積は、[③]

 ア  小さくなる。
 イ  大きくなる。
 ウ  変わらない。
 エ  小さくなるが途中から大きくなる。
 オ  大きくなるが途中から小さくなる。
 カ  小さくなるが途中から変化しなくなる。
 キ  大きくなるが途中から変化しなくなる。

 

右矢印右矢印右矢印

出発してから24秒後まで

小問⑴の図で考えると

立方体上の点P、Qの移動と三角形PQHの面積

底辺PQは24㎝で変わらないが高さPHは時間とともにどんどん小さくなるから面積は小さくなる(ア)

24秒後から48秒後まで

  1. まず小問⑵の図で考えて立方体上の点P、Qの移動と三角形PQH27秒後と45秒後の三角形PQHの面積を(直接出すことはできないので)正方形CGHDからまわりの三角形3つを切り取ることで出すと24×24-24×3÷2-21×3÷2-21×24÷2=576-36-31.5-252=256.5㎠
  2. 一方、24秒後と48秒後は直角二等辺三角形となりその面積は24×24÷2=288㎠
  3. つまりはじめのうちは時間とともに面積は小さくなるが途中から大きくなる(エ)

48秒後から72秒後まで

たとえばちょうど真ん中の60秒後の図を考えるとわかるように

立方体上の点P,Qの移動と三角形PQHの面積

底辺PQは24㎝で変わらないが高さQHはこんどは時間とともにどんどん大きくなるから面積は大きくなる(イ)

 

よって① ア ② エ ③ イ

 

⑷ 三角形PQHの面積がもっとも小さくなるのは、2点P、Qが出発してから[④]秒後です。また、そのときの面積は[⑤]㎠です。
[④]、[⑤]にあてはまる数を求めなさい。

 

右矢印 小問⑶の考察より、三角形PQHの面積がもっとも小さくなるのは、PがDC間のちょうど真ん中、QがCG間のちょうど真ん中にきたとき。

立方体上の点P, Qと三角形PQH

これは

  • 24+12=36秒後のこと。そして
  • これは有名な「特別な三角すい」の展開図の形で真ん中の三角形の面積は正方形の面積の⅜倍だから24×24×⅜=216㎠

よって④36、⑤216 完了

 

建物と並木道、自転車

 

 

 

 

 

以前の記事の続きです。

 

今年出された旅人算の問題の第8回です。

 

直径100mの円周の道路と、その円の中心Oで垂直に交わる2本の直線の道路があります。円と直線の4つの交点を、下の図のようにA、B、C、Dとします。Aから円周の道路を、渋男さんは秒速2.5mで時計回りに、教子さんは秒速1.5mで反時計回りに同時に出発し、はじめて2人が出会うまで円周の道路を走り続けます。出会ってから、教子さんは秒速3mに変えて円周の道路をそのまま反時計回りに走り続けます。渋男さんは出会ってから、時計回りに走り続けたあとA、B、C、Dのうち、はじめて到達する交点からOに向かって直線の道路を走ります。渋男さんはできるだけ早く再び教子さんに出会うために、OからA、B、C、Dのうちの1つに向かい、交点に着くと、また時計回りに円周の道路を走ります。渋男さんの速さは出発してから変わりません。渋男さんと教子さんが2回目に出会うのは、Aを出発してから何秒後ですか。(渋谷教育学園渋谷2026)円、交点ABCD、中心O、渋男さん教子さんの運動図

 

右矢印直径100mの円周の道路」の円周の長さは100×3.14=314m

円周道路の図と数式

この距離を「渋男さんは秒速2.5mで時計回りに、教子さんは秒速1.5mで反時計回りに」進むから2人が1回目に出会うのは314÷(2.5+1.5)=78.5秒後

  1. ここから渋男さんは「A、B、C、Dのうち、はじめて到達する交点からOに向かって直線の道路を」進むこととなるがいまCD間にいるのでその交点はD。このときAからDまで進む距離は235.5m(=314×¾)
  2. つづいて渋男さんはDからOまでまず50m進み、さらに「OからA、B、C、Dのうちの1つ」(これを「先回り地点」という)に向かうこととなるがこれがどこであってもOからの距離は同じ50mだからDから先回り地点までの距離は合計100m
  3. こうして渋男さんは出発地点Aから先回り地点まで235.5+100=335.5m進むからこれにかかる時間は335.5÷2.5=134.2秒…ア
  4. 一方、同じ134.2秒後に教子さんがいる場所を考えると①はじめの78.5秒間は秒速1.5mだから1.5×78.5=117.75m進み、②残り55.7秒間(=134.2-78.5)は秒速3mだから3×55.7=167.1m進む。合わせて284.85m進むから(円周は314mだから)教子さんはB→Aの途中にいる。すると渋男さんの先回り地点はAに決まる円周道路での渋男さん教子さんの位置関係
  5. このとき教子さんはAまで残り29.15m(=314-284.85)だからこの距離の2人の出会い算を考えてこのあとかかる時間は29.15÷(2.5+3)=5.3秒…イ
よってア、イより2人が2回目に出会うのはAを出発してから134.2+5.3=139.5秒後 完了
 

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今年出された立体図形の一行問題です。

 

その1(品川女子2026) 

 

右の図は直方体を組み合わせた立体です。この立体の体積は▢㎤です。直方体を組み合わせた立体の体積

 

右矢印 直方体が4本あるとみて高さの高いものから順に足していくと

直方体組み合わせ立体図

6×5×8+6×5×6+4×5×4+4×5×2=240+180+80+40=540㎤

 

 

その2(大妻2026第2回) 

 

1辺の長さが10cmの立方体を図のように点A、B、Cを通るように切ったとき、かげがついている五角形の面積は何㎠ですか。直方体と辺の長さを示す図

 

右矢印 次のように五角形の辺のうち2つをア、イとし、黄の三角形を三角形𝙓ということにすると直方体と点A,B,Cで囲まれた立体図形

  1. 青の三角形の相似より4:10=2:アだからア=10×2÷4=5cm直方体と三角形の立体図形
  2. 赤の三角形の相似より6:10=4:イだからイ=10×4÷6=²⁰/₃cm
  3. したがって三角形𝙓の面積は(10-5)×(10-²⁰/₃)÷2=²⁵/₃㎠

よって五角形の面積は10×10-²⁵/₃=²⁷⁵/₃=91⅔㎠

 

 

その3(田園調布2026第2回) 

 

形と大きさが同じである三角柱を4個、三角すいを4個、立方体を2個組み合わせて作った立体Aがあります。図1は立体Aを真上から見たもの、図2は立体Aを正面から見たもの、図3は立体Aを真横から見たものです。立体Aの体積は何㎤ですか。
立体図形 問題 図1、図2、図3

 

右矢印 立体Aの見取り図は次のようになる。

立体図形ア・イ・ウの組み合わせ

三角柱アが4個、三角すいイが4個、立方体ウが2個あるのでそれぞれ体積を出すと

  • 三角柱ア…1個が6×6÷2×6=108㎤。これが4個で432㎤
  • 三角すいイ…1個が6×6÷2×6÷3=36㎤。これが4個で144㎤
  • 立方体ウ…1個が6×6×6=216㎤。これが2個で432㎤

よって432+144+432=1008㎤

 

 

その4(早稲田実業2026) 

 

下の図は、ある立体を正面から見た図と、真上から見た図です。真上から見るとおうぎ形が2つ重なって見えます。この立体の体積を求めなさい。円すいの体積計算図

 

右矢印 この立体は次のような円すいの一部とみることができる。

円錐の一部と直方体、扇形の図

つまり

①半径12㎝、高さ24㎝の円すい大から

②半径6㎝、高さ12㎝の円すい小を切り取って

③これを¼倍した立体とみて計算すると

  • 円すい大の体積…12×12×3.14×24÷3=1152×3.14㎤
  • 円すい小の体積…6×6×3.14×12÷3=144×3.14㎤

よって(1152-144)×3.14×¼=252×3.14=791.28㎤ 完了

 

砂浜と青い海の波のイラスト

 

 

 

 

 

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今年出された流水算の問題の第2回です。

 

その1(東京都市大付属2026) 

 

川の上流のA地点と下流のB地点があります。A地点とB地点の間は12kmです。静水時の速さが毎分200mの船がA地点とB地点を往復したところ、A地点からB地点までは48分、B地点からA地点までは▢分かかりました。

 

右矢印右矢印右矢印

  1. A地点とB地点の間は12km」=12000mあるところ、上流の「A地点からB地点までは48分」で下ったから下りの速さは分速250m(=12000÷48)
  2. すると「静水時の速さが毎分200mの船」だから川の流速が分速50m(=250-200)上りの速さは分速150m(=200-50)

よって上りにかかる時間▢は12000÷150=80分

 

 

その2(城北埼玉2026) 

 

船Aは川上の地点Pを、船Bは川下の地点Qを同時に出発し、向かい合って進みました。船Aの静水時の速さは時速10km、船Bの静水時の速さは時速6kmです。出発してから3時間後に船Aと船Bは出会い、それから1時間後に船Aは地点Qに着きました。この川の流れの速さは時速何kmですか。

 

右矢印出発してから3時間後に船Aと船Bは出会い、それから1時間後に船Aは地点Qに」着いた

  1. 船Aの静水時の速さは時速10km、船Bの静水時の速さは時速6km」だから(出会い算では川の流れは打ち消し合うので無視できるから)PQ間の距離は48km(=(10+6)×3)
  2. 船AはPQ間の下りに4時間(=3+1)かかったから船Aの下りの速さは時速12km(=48÷4)

よって船A(静水時の時速10km)で考えて川の流れの速さは12-10=時速2km

 

 

その3(慶應義塾中等部2026) 

 

太郎(たろう)君は午前9時にA町を出発して、2km離(はな)れた川沿いのA町とB町の間をボートで往復しましたが、途中(とちゅう)で5分間、ボートを停止したため、ボートは川に流されました。また、次郎君は午前9時にA町を出発して、静水時の速さが時速4.9kmのボートでB町まで行きました。右のグラフは、ボートが出発してからの時間と、A町からボートまでの距離(きょり)の関係を表したものです。太郎君が乗ったボートの静水時の速さ、および、川の流れの速さはそれぞれ一定であるものとして、次の▢に適当な数を入れなさい。太郎君と次郎君のボートの距離と時間の関係グラフ
⑴ 川の流れの速さは時速アとイの文字kmです。

 

右矢印右矢印右矢印

  1. ボートが川に流されたのは5分間。これはグラフより10分後から15分後までだったことが読み取れる
  2. そして15分後にA町から800m地点にいた太郎君は、27分後に2000m地点(B町)に着いた。その差を考えて12分で1200m進んだから上りの速さは分速100m
  3. こうしてA町からB町まで上るのに本来なら20分(=2000÷100)で行けるはずなのに実際には27分かかっている流水算グラフ:故障なかったら7分経過
  4. その差7分のうちボートが流されたのが5分だから流された距離をもどるのに2分かかったということ。流水算:エンジン停止時の速さするとかかった時間の比が5:2だからその逆比で速さの比は2:5。つまり川の流速は上りの速さの⅖倍だった
よって川の流れの速さは100×⅖=分速40m=時速2.4kmだからア=2、イ=4

 

⑵ 2人が乗ったボートがすれ違(ちが)うのは、午前9時ア、イ、ウの記号分です。

 

右矢印右矢印右矢印

  1. 次郎君のボートは「静水時の速さが時速4.9km」=分速81⅔m。すると川の流速が分速40mだから次郎君の上りは分速41⅔m(=81⅔-40)。つまり次郎君がB町に着くのはA町を出て48分後(=2000÷41⅔)
  2. これに対して太郎君の上りは分速100mだから下りは100+40×2=分速180m。すると太郎君がA町にもどってくるのは38⅑分後(=2000÷180+27)流水算グラフ:時間と距離の関係
  3. ここでグラフ上にできている三角形の相似に注目すると、相似比が38⅑:(48-27)=49:27だから2人が出会うのは次郎君がAB間の⁴⁹∕₇₆(=49÷(49+27))を上ったとき

よって48×⁴⁹∕₇₆=⁵⁸⁸∕₁₉=30¹⁸∕₁₉分後だから9時30¹⁸∕₁₉分なので

ア=30、イ=18、ウ=19 完了

 

カヤックに乗る子供たち