*有理化のかわりに \(\displaystyle\frac{10}{\sqrt{5}}=\frac{2\times 5}{\sqrt{5}}=\frac{2\times \sqrt{5}\times \sqrt{5}}{\sqrt{5}}=2\sqrt{5}\) のように約分してもよい.
\(x=4\) のとき \(y=8\) なので \(\displaystyle 8=\frac{a}{4}\).
この方程式を解いて \(a=32\). よって反比例の式は \(\displaystyle y=\frac{32}{x}\).
この式に \(x=2\) を代入して
\(\displaystyle y=\frac{32}{2}=16\).
\(y=16\) ・・・(答)
[別解]
\(y\) は \(x\) に反比例するので積 \(xy\) は一定である.
よって \(8\times 4=y\times 2\).
この方程式を解いて \(y=16\)・・・(答).
必要なおにぎりの個数は「\(x\) 人に4個ずつに配る」ことから \(4x\) 個である.
実際の「30個のおにぎり」は, この \(4x\) 個より「 \(y\) 個足りない」のでこの数量の間の関係式は \(4x-y=30\) となる.
\(4x-y=30\)・・・(答)
①×2+②より
\begin{eqnarray}
2x+4y & = & -2 \\
\underline{+) 3x-4y} & \underline{=} & \underline{17\hspace{1em}} \\[1pt]
5x & = & 15 \\[1pt]
x & = & 3. \\[1pt]
\end{eqnarray}
\(x=3\) を ①に代入して
\begin{eqnarray}
3+2y & = & -1 \\[1pt]
2y & = & -4 \\[1pt]
y & = & -2 \\[1pt]
\end{eqnarray}
\(x=3,\;y=-2\)・・・(答)
(6)
\begin{eqnarray} \left(x-2\right)^{2}-5 & = & 0 \\[1pt] \left(x-2{}^{2}\right) & = & 5 \\[1pt] x-2 & = & \pm \sqrt{5} \\[1pt] x & = & 2\pm \sqrt{5} ・・・{\sf (答)} \\[1pt] \end{eqnarray}
(7) 図を参照
同位角から\(74°\) ・・・①
「三角形の1つの外角は, それと隣り合わない内角の和に等しい」ので
赤枠の三角形に注目して
\(x+74=110\).
これを解いて \(x=36\).
∠\(x\) の大きさは \(36°\) ・・・(答)
① 5000
② 4100
③ 4010
④ 4001
⑤ 3200 ・・・(答)
(9) △ABC は ∠ABC=90° の二等辺三角形なので AB=BC である.
[作図手順]
① 点Bを中心とする半径ABの円を描く
② ①を利用して点Bを通る垂線を引く
③ ①と②の交点がC
(10) 図の赤い部分
① 作図したい正方形の面積が \(10\) なので, この正方形の1辺の長さは\(\sqrt{10}\)である.
② 縦横に●を結んでも \(\sqrt{10}\) はできないので斜めに引くことになる.
③ 三平方の定理を利用して \(\sqrt{10}\) を作る.
\({1}^{2}+{3}^{2}=10\) ( \(10\) は \({\sqrt{10}}^{2}\) )
\(\displaystyle\frac{7}{20}=0.35\)・・・(答)
\(1\times 1+2\times 4+3\times 7+4\times 2+5\times 6=68\) 冊なので平均は
\(\displaystyle\frac{68}{20}=3.4\) 冊 ・・・(答)
① 〇 2冊読んだ人の相対度数は1年生が0.2, 2年生が0.16.
② ✕ 4冊以上読んだ人は1年生が8人, 2年生が\(25\times 0.36=9\)人.
③ ✕ 最頻値は1年生も2年生も同じで3冊.
④ 〇 中央値は1年生も2年生も同じで3冊.
( 3冊の度数が1年生は6人から12人目までで, 2年生が相対度数で0.40より多く0.64以下だから)
①と④が正しい ・・・(答)
(2) (イ) \(c\) を \(x\) とおくと, 他は表のようになる.
| (ウ)\(a\) | ||
| (エ)\(b\) | (イ)\(c\) | (オ)\(d\) |
| (カ)\(e\) |
| \(x-7\) | ||
| \(x-1\) | \(x\) | \(x+1\) |
| \(x+7\) |
(イ)を \(c\) とすると(カ)は \(x+7\) になる ・・・(答)
\(\mathrm{P}=\left(x-7\right)+\left(x-1\right)+\left(x+1\right)+\left(x+7\right)=4x\)
\(x\) は自然数なので \(\mathrm{P}=4x\) は \(4\) の倍数である.
| \(x\) | \(-2\) | \(\;0\;\) | \(\;1\;\) |
| \(y\) | \(4\) | \(0\) | \(1\) |
* 等積変形をして解く方法もある
(図1:一般には傾きの積が \(-1\) なら直交している)
(図2)
\(\mathrm{△ADC}\) は \(\mathrm{∠C}=90°\) の直角二等辺三角形なので
\(\mathrm{AC}\mathrm{\colon }\mathrm{AD}=1\mathrm{\colon }\sqrt{2}\).
\(4\sqrt{2}\)\(\mathrm{AC}=4\)より\(4\mathrm{\colon }\mathrm{AD}=1\mathrm{\colon }\sqrt{2}\) を解いて
\(\mathrm{AD}=4\sqrt{2}\).
面積が \(4\sqrt{2}\) であることから,
高さ \(\mathrm{PQ}=2\) となる.
下図の赤枠のような直角二等辺三角形を作ると \(\mathrm{PQ}=2\) から他の辺の長さが \(\sqrt{2}\) と決まるので 点 \(\mathrm{P}\) の \(x\) 座標の1つは \(\sqrt{2}\) である.
同様に緑枠の直角二等辺三角形より, もう1つの点 \(\mathrm{P}\) の \(x\) 座標は\(-\sqrt{2}\)である.
点 \(\mathrm{P}\) の \(x\) 座標は \(\sqrt{2}\),\(-\sqrt{2}\)・・・(答)
\(\sqrt{2}:\sqrt{2}:2=1:1:\sqrt{2}\)
直角二等辺三角形の3辺の比
側面の展開図は図のような長方形となるので,
その面積は
\(4\times 6\pi =24\pi \)
\(24\pi\;{\mathrm{cm}}^{2}\)・・・(答)
おもり \(\mathrm{B}\) の沈んだ部分の体積が, あふれた水の体積である.
沈んでいない部分を \(\mathrm{P}\), 沈んでいる部分を \(\mathrm{Q}\) とすると
問2より \(\displaystyle\mathrm{P}+\mathrm{Q}=\frac{16}{3}\pi \)・・・①.
図の円錐 \(\mathrm{(P+Q)}\) と \(\mathrm{P}\) は相似な図形であり,
その高さから相似比は \(2:1\) なので
体積比は \((\mathrm{P}+\mathrm{Q}):\mathrm{P}={2}^{3}:{1}^{3}=8:1\).
これから \((\mathrm{P}+\mathrm{Q}):\mathrm{Q}=8:7\) とわかるので
①の \(\displaystyle\mathrm{P}+\mathrm{Q}=\frac{16}{3}\pi \) を代入して
\(\displaystyle\frac{16}{3}\pi :\mathrm{Q}=8:7\) を解いて
\(\displaystyle\mathrm{Q}=\frac{14}{3}\pi \;\mathrm{cm}^{3}\).
したがって, あふれた水の体積も\(\displaystyle\frac{14}{3}\pi \;\mathrm{cm}^{3}\)・・・(答)
図3から図4の状態へ \(1\mathrm{cm}\) 引き上げられたおもり \(\mathrm{B}\) 部分を \(\mathrm{R}\) とすると,
円錐 \(\mathrm{(P+R)}\) と \(\mathrm{P}\) は相似な図形であり, その高さから相似比は \(3:2\) なので
体積比は \((\mathrm{P}+\mathrm{R}):\mathrm{P}={3}^{3}:{2}^{3}=27:8\) ・・・②
\(\displaystyle\mathrm{Q}=\frac{14}{3}\pi \;{\mathrm{cm}}^{3}\) よりPの体積は
\(\displaystyle\mathrm{P}=\frac{16}{3}\pi -\frac{14}{3}\pi =\frac{2}{3}\pi \;{\mathrm{cm}}^{2}\) ・・・③
②の \((\mathrm{P}+\mathrm{R}):\mathrm{P}=27:8\) から
\(\displaystyle\mathrm{R}=\frac{19}{8}\mathrm{P}\).
③から
\(\displaystyle\mathrm{R}=\frac{19}{8}\times \frac{2}{3}\pi =\frac{19}{12}\pi \;{\mathrm{cm}}^{3}\).
これが容器 \(A\) から減った水の体積であるから, 減った円柱部分の高さは,
これを容器 \(A\) の底面積で割るとよいので
\(\displaystyle\frac{19}{12}\pi \div \left(3\times 3\times \pi \right)=\frac{19}{108}\).
よって容器 \(A\) の下の底面から水面までの高さは
\(\displaystyle 4-\frac{19}{108}=\frac{413}{108}\).
\(\displaystyle\frac{413}{108}\;\mathrm{cm}\)・・・(答)
④が正しい・・・(答)
[証明]
\(\mathrm{△APS}\) と \(\mathrm{△CRQ}\) において[証明終]
\(\mathrm{△APS}\) において三平方の定理より
\({\mathrm{PS}}^{2}={\mathrm{AP}}^{2}+{\mathrm{AS}}^{2}={x}^{2}+{2}^{2}\) ・・・①
\(\mathrm{△BPQ}\) においても三平方の定理より
\({\mathrm{PQ}}^{2}={\mathrm{BP}}^{2}+{\mathrm{BQ}}^{2}={\left(2-x\right)}^{2}+{1}^{2}\) ・・・②
これを解いて \(\displaystyle x=\frac{1}{4}\).
よって \(\displaystyle\mathrm{AP}=\frac{1}{4}\)・・・(答)
\(\mathrm{∠SPQ=60°}\) などの条件に注意すると \(\mathrm{△ABS}\) は図のようになる.
( \(\mathrm{B}\) と \(\mathrm{P}\) は同じ頂点を表している. \(\mathrm{AB=AP}\) であることに注意 )
内角が \(90°, 60°, 30°\) の三角形は3辺の比がわかっていて
\(\mathrm{AB}:\mathrm{BS}=\sqrt{3}:2\) なので
\(\displaystyle 8\sqrt{3}\mathrm{AB}=\frac{\sqrt{3}}{2}\mathrm{BS}=\frac{\sqrt{3}}{2}\times 8\sqrt{3}=12\).
よって \(\mathrm{AB}=12\)・・・(答)
\(\mathrm{△ASB, △AEH, △BEF, △BEL, △KEL}\) は, いずれも3辺の比が \(1:2:\sqrt{3}\), 3つの内角が \(90°, 60°, 30°\) の直角三角形である.
簡単に省略して説明すると, 求める面積の半分は \(\mathrm{△EFH}\) から \(\mathrm{△KLE}\) を引いたものである.
\(\mathrm{△EFH}\) の底辺を \(\mathrm{HF}\) とすると高さは \(\mathrm{BF}\) と同じになるので
\(\displaystyle\mathrm{△}\mathrm{EFH}=12\times 6\sqrt{3}\times \frac{1}{2}=36\sqrt{3}\).
次に \(\mathrm{△KLE}\) の面積を求めると, 底辺を \(\mathrm{KL}\), 高さを\(\mathrm{EL}\) として
\(\displaystyle\mathrm{△}\mathrm{KLE}=3\sqrt{3}\times 3\times \frac{1}{2}=\frac{9\sqrt{3}}{2}\).
よって求める面積は
\(\left(\mathrm{△}\mathrm{EFH}-\mathrm{△}\mathrm{KLE}\right)\times 2=\left(36\sqrt{3}-\frac{9\sqrt{3}}{2}\right)\times 2=63\sqrt{3}\).
\(63\sqrt{3}\;{\mathrm{cm}}^{2}\)・・・(答)
[(2)の詳しい説明]
文章にすると長くて分かりにくくなりますが, 図に書き込みながらやっていくとそうでもないでしょう.テストのときは感にたよってもよいと思います
(1)より \(\mathrm{AB}=12\).
\(\mathrm{△ABS}\) の比から \(\mathrm{AS}=4\sqrt{3}\) と \(\mathrm{SD}=\mathrm{BQ}=8\sqrt{3}\) より \(\mathrm{AD}=\mathrm{BC}=12\sqrt{3}\).
よって \(\mathrm{AH}=\mathrm{BF}=6\sqrt{3}\).
また \(\mathrm{△AEH}\) と \(\mathrm{△BEF}\) は \(\mathrm{AE}=\mathrm{BE}=6\), \(\mathrm{AH}=\mathrm{BF}=6\sqrt{3}\), \(∠\mathrm{A}=∠\mathrm{B}=90°\) なので, 3辺の比が \(1:2:\sqrt{3}\) の直角三角形である.
よって \(\mathrm{EH}=\mathrm{EF}=12\), \(∠\mathrm{AEH}=∠\mathrm{BEF}=60°\), \(∠\mathrm{AHE}=∠\mathrm{BFE}=30°\).
さらに \(\mathrm{HF}=\mathrm{AB}=12\) から \(\mathrm{△EFH}\) は正三角形となり \(∠\mathrm{FEH}=60°\).
次に線分 \(\mathrm{BS}\) と線分 \(\mathrm{EH}\), 線分 \(\mathrm{EF}\) との交点をそれぞれ \(\mathrm{K, L}\)とする.
\(\mathrm{△BEL}\) において \(∠\mathrm{BEL}=60°\), \(∠\mathrm{EBL}=30°\) より \(∠\mathrm{BLE}=90°\).
\(\mathrm{EP}=6\) で3辺の比が \(1:2:\sqrt{3}\) であることから \(\mathrm{EL}=3,\;\mathrm{BL}=3\sqrt{3}\).
このことから \(\mathrm{△BEL≡△KLE}\)
\(\mathrm{EL}\) 共通で, どちらも \(90°,\;60°\) を持つので1辺とその両端の角がそれぞれ等しい)
よって \(\mathrm{KL}=\mathrm{BL}=3\sqrt{3}\).
求める面積の半分は \(\mathrm{△EFH}\) から \(\mathrm{△KLE}\) を引いたものであるから
まず \(\mathrm{△EFH}\) の底辺を \(\mathrm{HF}\) とすると, 高さは \(\mathrm{BF}\) と同じになるので
\(\displaystyle\mathrm{△EFH}=12\times 6\sqrt{3}\times \frac{1}{2}=36\sqrt{3}\).
次に \(\mathrm{△KLE}\) の面積を求めると, 底辺を \(\mathrm{KL}\), 高さを \(\mathrm{EL}\) として
\(\displaystyle\mathrm{△KLE}=3\sqrt{3}\times 3\times \frac{1}{2}=\frac{9\sqrt{3}}{2}\)
よって求める面積は
\(\displaystyle\left(\mathrm{△EFH}-\mathrm{△KLE}\right)\times 2=\left(36\sqrt{3}-\frac{9\sqrt{3}}{2}\right)\times 2=63\sqrt{3}\)
\(63\sqrt{3}\;{\mathrm{cm}}^{2}\)・・・(答) *(気づけば面積の比などから求めることもできる)
以下の表より,
・令子さんが1手目に [1] を選んだ場合は令子さんの勝ち
| 手 | 人 | 選んだ番号 | 残った番号 |
| ① | 令子 | 1 | 2, 3 |
| ② | 和男 | 2 (3) |
3 (2) |
| ③ | 令子 | 3 (2) |
勝 |
*{ ( )の数は( )どうしでつながっている}
-----------------------------------------
・令子さんが1手目に [2] を選んだ場合は令子さんの負け
| 手 | 人 | 選んだ番号 | 残った番号 |
| ① | 令子 | 2 | 3 |
| ② | 和男 | 3 | 勝 |
-----------------------------------------
・令子さんが1手目に [3] を選んだ場合は令子さんの負け
| 手 | 人 | 選んだ番号 | 残った番号 |
| ① | 令子 | 3 | 2 |
| ② | 和男 | 2 | 勝 |
-----------------------------------------
(ア)勝ち (イ)負け (ウ) 負け ・・・(答)
試行錯誤すると, 以下の表のように最初に 4 を選ぶと必ず勝てる.
| 手 | 人 | 選んだ番号 | 残った番号 |
| ① | 令子 | 4 | 3, 5 |
| ② | 和男 | 3 (5) |
5 (3) |
| ③ | 令子 | 5 (3) |
勝 |
4 を選ぶ ・・・(答)
| 手 | 人 | 選んだ番号 | 残った番号 |
| ① | 令子 | 2 | 3, 4, 5, 6, 7 |
| ② | 和男 | 4 | 3, 5, 6, 7 |
| ③ | 令子 | 6 | 5, 7 |
| ④ | 和男 | 5 (7) |
7 (5) |
| ⑤ | 令子 | 7 (5) |
勝 |
3手目は 6 / 理由は表のとおり ・・・(答)
表では③で4を選んでいるが, 残ったどの数を選んでも結果は同じ.
②で和男が2を選んだ時点で, 残りが約数関係でない数が偶数個なので勝ちが決定している.
| 手 | 人 | 選んだ番号 | 残った番号 |
| ① | 令子 | 3 | 2, 4, 5, 6, 7 |
| ② | 和男 | 2 | 4, 5, 6, 7 |
| ③ | 令子 | 4 | 5, 6, 7 |
| ④ | 和男 | 5 | 6, 7 |
| ⑤ | 令子 | 6 | 7 |
| ⑥ | 和男 | 7 | 勝 |
2手目は 2 ・・・(答)
以下に手を示す.
令子さんが選んだ時点で,「残りが約数関係でない数が偶数個ならば勝ちが決定する」ので表はそこまでしか書いていないことに注意.
②手目に [2] を選んだとき
| 手 | 人 | 選んだ番号 | 残った番号 |
| ① | 令子 | 1 | 2, 3, 4, 5, 6, 7 |
| ② | 和男 | 2 | 3, 4, 5, 6, 7 |
| ③ | 令子 | 3 | 4, 5, 6, 7 |
| ④ | 和男 | ||
| ⑤ | 令子 |
③手目に [3] を選べば確実に勝てる
②手目に [3] を選んだとき
| 手 | 人 | 選んだ番号 | 残った番号 |
| ① | 令子 | 1 | 2, 3, 4, 5, 6, 7 |
| ② | 和男 | 3 | 2, 4, 5, 6, 7 |
| ③ | 令子 | 2 | 4, 5, 6, 7 |
| ④ | 和男 | ||
| ⑤ | 令子 |
③手目に [2] を選べば確実に勝てる
②手目に [4] を選んだとき
| 手 | 人 | 選んだ番号 | 残った番号 |
| ① | 令子 | 1 | 2, 3, 4, 5, 6, 7 |
| ② | 和男 | 4 | 3, 5, 6, 7 |
| ③ | 令子 | 6 | 5, 7 |
| ④ | 和男 | ||
| ⑤ | 令子 |
③手目に [6] を選べば確実に勝てる
②手目に [5] を選んだとき
| 手 | 人 | 選んだ番号 | 残った番号 |
| ① | 令子 | 1 | 2, 3, 4, 5, 6, 7 |
| ② | 和男 | 5 | 2, 3, 4, 6, 7 |
| ③ | 令子 | 7 | 2, 3, 4, 6 |
| ④ | 和男 | 2 (3) [4] <6> |
3, 4, 6 ( 2, 4, 6 ) [3, 6] <2, 4> |
| ⑤ | 令子 | 3 (2) [6] <4> |
4, 6 (4, 6) [ ] < > |
③手目に [7] を選べば確実に勝てる
②手目に [6] を選んだとき
| 手 | 人 | 選んだ番号 | 残った番号 |
| ① | 令子 | 1 | 2, 3, 4, 5, 6, 7 |
| ② | 和男 | 6 | 2, 4, 5, 7 |
| ③ | 令子 | 4 | 5, 7 |
| ④ | 和男 | ||
| ⑤ | 令子 |
③手目に [4] を選べば確実に勝てる
②手目に [7] を選んだとき
| 手 | 人 | 選んだ番号 | 残った番号 |
| ① | 令子 | 1 | 2, 3, 4, 5, 6, 7 |
| ② | 和男 | 7 | 2, 3, 4, 5, 6 |
| ③ | 令子 | 5 | 2, 3, 4, 6 |
| ④ | 和男 | 2 (3) [4] <6> |
3, 4, 6 ( 2, 4, 6 ) [3, 6] <2, 4> |
| ⑤ | 令子 | 3 (2) [6] <4> |
4, 6 (4, 6) [ ] < > |
③手目に [5] を選べば確実に勝てる
長崎県 大村市 永田学習塾