日本ジュニア数学オリンピック(JJMO)2015年予選の問題

 

今回は、日本ジュニア数学オリンピック2015年予選第6問を取り上げ、解説します。

今回取り上げる問題は、中学入試、高校入試、大学入試で昔からよく出されている問題です。

 

 

 

 

 

赤、青、白のボールをそれぞれR、B、Wと表記します。
RとBは条件的に同じですね。
 R→B B→R W→R
  →W  →W  →B
逆から考えると、
 Rの個数=1つ前のBの個数+1つ前のWの個数
 Bの個数=1つ前のRの個数+1つ前のWの個数
 Wの個数=1つ前のRの個数+1つ前のBの個数(ただし、奇数番目のWの個数は0個とします。)
となることがわかるので、機械的に処理できます。
まず、最初がRの場合について考えると、以下の表のようになりますが、最初がBの場合も同様になるので、実際は2倍だけありますね(条件の対等性の利用)。
   1 2 3 4 5  6  7
 R 1 0 2 1 5  4 14
 B 0 1 1 2 4  5 13
 W 0 1 0 3 0  9  0
 計 1 2 3 6 9 18 27
奇数番目の合計だけを見ていくと、1、3、9、27、・・・というように、最初の数が1で公比が3の等比数列となっていることが分かりますね(偶数番目の合計だけを見ても同様の規則性が読み取れますね)。
2015は(2015+1)/2=1008番目の奇数だから、求める場合は全部で1×31007×2=2・31007通りとなります。
小学生ならこれで十分ですし、答えだけ求めればよいJJMOの予選でも十分ですが、一応、等比数列となることを確認しておきます。
(n×2-1)個の箱が並んでいる場合の条件を満たす並べ方をA(n)、そのうち最初がR、Bの場合をそれぞれR(n)、B(n)とします。
A(n)=R(n)+B(n)となります(条件の対等性を用いて、A(n)=R(n)×2とすることもできますが、今回は用いずに処理します)。
R(1)=B(1)=1で、A(1)=R(1)+B(1)=2ですね。
最初の3個について書き出すと次のようになります。
 RBR
  WR
   B
 BRB
  WR
   B
このことから、
  A(n+1)
 =R(n+1)+B(n+1)
 ={R(n)×2+B(n)}+{B(n)×2+R(n)}
 =R(n)×3+B(n)×3
 =A(n)×3
となり、確かに公比3の等比数列となりますね。
 

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 右の図は正方形と円とおうぎ形を組み合わせたものです。正方形の一辺の長さは14cmです。かげをつけた部分の面積の合計は[ ]cm2です。円周率は22/7とします。(式と計算と答え)

  

 

雙葉中学校で昔からよく出されている問題です。

 

 

 

「花びらの面積」(三田学園中学校1998年算数第3問神戸女学院中学部1992年2日目第3問京都女子中学校2008年B第2問(3)の解答・解説を参照)に関する知識を利用すれば30秒以内に答えが出せます。

もちろん、意味もなく0.57という数字を覚えているだけでは使い物になりませんが、「公式」をきっちり導き出していれば、円周率の半分-1を使えばよいことがすぐにわかりますね。

詳しくは、下記ページで。

 雙葉中学校2026年算数第1問(2)(問題)

 雙葉中学校2026年算数第1問(2)(解答・解説)

 

 

 

 正十角形と正五角形でできた図の角アの大きさは[ ]度です。

  

 

角度の基本を学習済みの小4でも簡単に解ける問題で、正多角形の線対称性を利用すれば、ほんの数秒で答えが求められます。

ある程度のレベルの中学校の受験生であれば正五角形の1つの内角を当然覚えているはずなので、108/2=54度とするだけですからね。

仮に覚えていなくても(180-360/5)×1/2=54度とすればいいだけのことです。

線対称性が使えないと、角度を地道に埋めていくような解法になり、時間面で差を付けられてしまうでしょうね。

詳しくは、甲陽学院中学校2026年算数2日目第1問(1)の解答・解説で。

 

 

 

 

 
 
 

 

 

 

 

 

 

 

 日本ジュニア数学オリンピック(JJMO)2014年予選の問題

 

今回は、日本ジュニア数学オリンピック2014年予選第6問を取り上げ、解説します。

16nというのは、16×nのことです。

1と16の数字を入れ替えた設定(n×1+16とn×16+1)になっているのがおしゃれですね。

今回取り上げる問題ですが、中学入試でも昔からよく利用される「和と差の積=2乗の差」(関西学院中学部1996年算数2日目第1問(4)南山中学校女子部2024年算数第1問(4)などの解答・解説を参照)を利用すれば簡単に解けます。

n+16=〇×〇、16n+1=□×□(〇は4より大きい整数(5以上の整数)、□は1より大きい整数(2以上の整数))とおくことができます。

1つ目の式の16倍と2つ目の式の差を考えると、(4×〇)×(4×〇)-□×□=255となります。

「和と差の積=2乗の差」を用いると、(4×〇+□)(4×〇-□)=255

(4×〇+□)と(4×〇-□)は255の約数のペアで、(4×〇+□)は、(4×〇-□)より大きく、4×5+2=22以上となります。

4×〇+□)(4×〇-□)=255

  255   1・・・①

   85   3・・・②

   51   5・・・③

あとは、和差算を解くだけです。

①のとき、〇=(255+1)/8=32、□=32×4-1=127、n=32×32-16=1008

②のとき、〇=(85+3)/8=11、□=11×4-3=41、n=11×11-16=105

③のとき、〇=(51+5)/8=7、□=7×4-5=23、n=7×7-16=33

一応、□も求めていますが、〇を求めた後すぐにnを求めてもよいでしょう。

下の問題もぜひ解いてみましょう。

 

 

 

 

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 下の図のように、平行四辺形ABCDと三角形PBCがあり、辺ADと辺PBの交点をQ、辺ADと辺PCの交点をRとします。このとき、次の問いに答えなさい。

  

(1)三角形PQRの面積が8cm2、三角形PRDの面積が5cm2、三角形CDRの面積が5cm2であるとき、台形QBCRの面積を求めなさい。
(2)三角形PAQの面積が4cm2、三角形PRDの面積が3cm2、三角形CDRの面積が6cm2であるとき、台形ABCRの面積を求めなさい。
(3)三角形PABの面積が6cm2、三角形PCDの面積が4cm2、三角形CQRの面積が3cm2であるとき、三角形PQRの面積を求めなさい。
 

同じような問題が並んでいてちょっとしつこいなぁという感じがします。

面積比とか相似とかを習った小5の子が解くのにちょうどいい感じの問題です。

(3)だけが若干難しい(といっても、最難関中受験生であれば標準レベルですが・・・)かもしれませんが、下の南山中学校女子部の問題と何も変わらないと思います。

 

 

詳しくは、下記ページで。

 東大寺学園中学校2026年算数第4問(問題)

 東大寺学園中学校2026年算数第4問(解答・解説)

 

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