以前の記事の続きです。
道順そのものを問う問題ではありませんが、出会う交差点はいくつあるかという場合の数の問題です。
図のように、1kmごとに縦と横の道が交差しています。図の●で表したところを交差点と呼ぶことにします。Aさん、Bさん、Cさんが図の位置(◉)から同時に動き始めます。(洛南高等学校附属2023)
⑴ Aさん、Bさんが同じ速さで、ある交差点まで最も近い道のりを歩いたところ、同時に着きました。この交差点として考えられる点は、図1の中ではいくつありますか。
AB間は最短距離で10kmあり、A、Bからそれぞれ5kmの距離にある交差点が6個(❺の地点)ある(下図左)
このほかにA、Bから6kmの距離にある交差点が4個(❻)と7kmの距離にある交差点が2個(❼)ある(上図右)
よってぜんぶで12個
⑵ Aさん、Cさんがそれぞれ時速3km、時速1kmで、ある交差点まで最も近い道のりを歩いたところ、同時に着きました。次のそれぞれの場合、この交差点として考えられる点は、いくつありますか。
(ア) 図1の中
AC間は最短距離で12kmあり、A、Cからそれぞれ3時間の距離(=Aから9km、Bから3km)にある交差点の数を調べればよい。
これは4個ある(このあとの(イ)参照)から 4個
⑵ Aさん、Cさんがそれぞれ時速3km、時速1kmで、ある交差点まで最も近い道のりを歩いたところ、同時に着きました。次のそれぞれの場合、この交差点として考えられる点は、いくつありますか。
(イ) 図2の中
まずはAに注目する。
Aから3時間の距離(9km)にある交差点は❸の線上にある。同じようにAから4時間の距離(12km)、5時間の距離(15km)、6時間の距離(18km)、7時間の距離(21km)、8時間の距離(24km)にある交差点はそれぞれ❹❺❻❼❽の線上にある。
つぎにCについて考えると❸上でCから3時間の距離(3km)にある交差点をさがすと4個(×印)ありこれは小問⑵(ア)で見たとおり。
同じように調べていくと
- ❹上でCから4時間(4km)の交差点は2個
- ❺上でCから5時間(5km)の交差点は2個
- ❻上でCから6時間(6km)の交差点は7個
- ❼上でCから7時間(7km)の交差点はなし(❽以降についても同じ)
よって 4+2+2+7=15個