点の移動② | 受験算数はきょうもおもしろい

以前の記事の続きです。

 

「点の移動」問題も、点が動いたり止まったり、複雑な図形の上を動いたり、グラフと組み合わせたりなど、少しずつ難問化する傾向にあります。

たとえば次の問題。

 

あとの(図1)のような図形と、図形の辺上を頂点Aから頂点Gまで矢印の方向に動く点Pがあります。点Pは頂点Aを出発し毎秒2㎝の速さで動き、頂点Bに到達すると2秒間止まります。その後再び毎秒2㎝の速さで動き、頂点Cに到達すると2秒間止まります。このように点Pは、頂点と頂点の間は毎秒2㎝の速さで動き、頂点に到達すると2秒間止まることを繰り返します。あとの(図2)は点Pが頂点Aを出発してからの時間と三角形APGの面積の関係を表したものです。
次の▢に当てはまる数を求めなさい。(横浜共立2022)

 

 

307 横浜共立学園中学校 2023年度用 5年間スーパー過去問 (声教の中学過去問シリーズ)

 

グラフに情報がぎっしりつまっており、これを正しく読み取れるかがほぼすべてという問題。ということで、グラフがどんな状況を表しているのか、最初にひととおりたしかめておきます(でないとあとになって読み違えに気づき、ぜんぶやり直しということにもなりかねない)。

0~9秒

点Pは最初の9秒間同じ速さで動いている。これはA→Bを動いた時間。Pは「毎秒2㎝の速さ」で動くから、AB間は18㎝

9~16秒

Pは「頂点に到達すると2秒間止まる」から、9~11秒はBで止まっていた2秒間、14~16秒はCで止まっていた2秒間と考えられる。となると11~14秒の計3秒間Pは動いていた。これがB→Cを動いた時間なので、BC間は6㎝

16~21秒

C→Dを動いた時間が5秒なのでCD間は10㎝

21~23秒

点PがDに到達して止まっていた2秒間。

23~25秒

D→Eを動いた時間が2秒なのでDE間は4㎝

25~30秒

25~27秒はEで止まっていた2秒間、28~30秒はFで止まっていた2秒間と考えられる。となるとPは27~28秒の1秒だけ動いていた。これがE→Fを動いた時間なので、EF間は2㎝

30~33秒

F→Gを動いた時間が3秒なのでFG間は6㎝

⑴ 図形の辺AGの長さは▢㎝です。

 

右矢印 PがBに到達したのは9秒後。このときグラフより△APG=90㎠。AB間は18㎝なので「辺AGの長さ」は10㎝

 

 

⑵ 図形の面積は▢㎠です。

 

右矢印 図形が完全な長方形だと考えると、その面積はタテ18㎝、ヨコ12㎝なので216㎠。

ここから直角三角形㋐の面積24㎠(=8×6÷2)と長方形㋑の面積12㎠(=6×2)を引いてもとにもどすと 180㎠

 

⑶ 三角形APGの面積が2回目に図形の面積の¹¹⁄₃₀になるのは、点Pが頂点Aを出発してから▢秒後です。

 

右矢印 図形の面積180㎠より、その¹¹⁄₃₀は66㎠

グラフより、90㎠→50㎠へと40㎠小さくなるのに5秒(16秒→21秒)かかるから、90㎠→66㎠へと24㎠小さくなるのにかかるのは5秒ײ⁴⁄₄₀=3秒とわかるから

 16+3=19秒後 完了