クイズ

直角二等辺三角形BEFの面積は?(2006年算数オリンピック、ファイナル問題より)

----------------------------------------------------

下の図において、点Eは正方形ABCDの辺CDの上にある点です。

また、三角形BEFは角BEF=90度の直角二等辺三角形で、

辺BFと辺ADが交わっている点をGとします。 

AG=5cm、GD=15 cm のとき、

直角二等辺三角形BEFの面積を求めなさい。

1  

----------------------------------------------------

----------------------------------------------------

解法例

 

下図のように、

 

直角二等辺三角形BEFと合同な直角二等辺三角形FHBを書き、

 

正方形FHBEを作ります。

 

さらに、この正方形FHBEを

 

直角三角形EBCと、それと合同な三角形3個の計4個で囲んで、

 

正方形JKCIを作り、BAの延長が辺JIと交わる点をLとします。

 

2

 

ここで、JF=LI=BC=20 cm。

 

いま、LF=①とすると、JI=JF+LI-LF=40 cm-①

 

次に、三角形ABGと三角形LBFは相似なので、

 

LF:LB=AG:AB=5:20=1:4

 

これにより、LB=JK=④

 

JI=JKより、40cm-①=④ 

 

⑤=40cm → ①=8cm。

 

JK=KC=IC=JI=40cm-8cm=32 cm、

 

HK=BC=IE=JF=20 cmなので、

 

KB=EC=FI=JH=32cm-20cm=12 cm

 

以上から、

 

直角三角形BEF

 

=正方形FHBE÷2

 

=(正方形JKCI一直角三角形EBC×4)÷2

 

=(32×32-20×12÷2×4)÷2

 

=(1024 - 480)÷2=272c㎡

----------------------------------------------------

----------------------------------------------------

682

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切断される立方体の個数は?(今年、2018年 浦和明の星女子中学)

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1辺の長さが1cmである小さな立方体をいくつか組み合わせて、

直方体を作ります。

(ア) 図1のような3辺の長さがそれぞれ2cm、2cm、3cmの直方体を作り、

  3つの頂点A、B、C を通る平面で切断します。

  このとき、切断される小さな立方体の個数を答えなさい。

図1

1201

(イ)図2のような3辺の長さがそれぞれ4cm、4cm、6cmの直方体を作り、

  3つの頂点D、E、F を通る平面で切断します。

  このとき、切断される小さな立方体の個数を答えなさい。

図2

1203

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----------------------------------------------------

(ア)

Bandicam_20180120_080648466

一番上の段は図のように3個、

Bandicam_20180120_080814630_2

2段目も3個、

Bandicam_20180120_080924769

一番下の段は1個

Bandicam_20180120_081019378

合計、3+3+1=7個

(イ)

上の段から順番に数えていきますが、

2段目が難しいですね。

Bandicam_20180120_162931174_2

1段目➡7個

2段目➡9個

3段目➡5個

4段目➡3個

5段目➡3個

6段目➡1個

合計、7+9+5+3+3+1=28個

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682

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この立体の体積は?(豊島岡女子学園中学 2017年)

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下の図のような底面が正六角形で、

側面がすべて合同な長方形でできた立体があり、

底面積は324㎠、高さは12cmです。

この立体の6つの点A、B、C、D、E、Fを結んでできる立体Pを考えます。 

このとき、次の各問いに答えなさい。


ただし、三角すいの体積は (底面積) ×(高さ) ÷3で求めることができます。

11261 



(1)立体Pの体積は何立方cmですか。 

(2)底面DEFから高さが4cmのところで底面と平行な面で立体Pを切った とき、

  底面DEFを含む立体の体積は何立方cmですか。

----------------------------------------------------

----------------------------------------------------

----------------------------------------------------

11262

(1)全体から、△黄を底面とし、高さ12cmの三角すいを6つ引くと

立体Pの体積が求められます。

△黄は正六角形の1/6なので、

324÷6=54㎠

したがって、

P=324×12-54×12÷3×6=2592立方cm

(2)△赤は△黄と相似で、

各辺の長さは1/3なので、

1:1/3=3:1→面積比は3×3:1×1=9:1

54×1/9=6㎠

△青は△黄と相似で、

各辺の長さは2/3なので、

1:2/3=3:2→面積比は3×3:2×2=9:4

54×4/9=24㎠

求める立体の体積は、高さ4cmの正六角柱から、

高さ4cm、底面積6㎠の三角すい3つと、

高さ12cm、底面積54㎠の三角すいから

高さ8cm、底面積24㎠の三角すいを引いた円すい台3つを引きます。

324×4-6×4÷3×3+(216-24×8÷3)×3

=1296-(24+456)

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682

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=816立方cm

開いている?閉まっている?(2017年 筑波大学附属駒場中学)

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扉のついたロッカーが200個あり、

それぞれのロッカーに1から200までの番号がひとつずつ書いてあります。

最初、すべてのロッカーは扉が閉まっています。

これら200個のロッカーに、次の100回の操作を行います。

なお、以下で『開閉する』とは、ロッカーが閉まっていれば開け、

開いていれば閉めることです。

1回目 すべてのロッカーを開ける

2回目 番号が2の倍数であるすべてのロッカーを閉める

3回目 番号が3の倍数であるすべてのロッカーを開閉する

4回目 番号が4の倍数であるすべてのロッカーを開閉する

・・・・・・・・・・

100回目 番号が100の倍数であるすべてのロッカーを開閉する

例えば2回目の操作の直後は、

番号が奇数である100個のロッカーが開いていて、

番号が偶数である100個のロ ッカーは閉まっています。

100回目の操作が終わったとして、次の問いに答えなさい。

(1)番号が 1から10までの10個のロ ッカーのうち、

   開いているロッカーの番号をすべて書きなさい。

(2)番号が99、100、101のロッカーは、それぞれ何回開閉されましたか。

   開けた回数と閉めた回数の合計を答えなさい。

(3)200個のロッカーのうち、開いているロッカーは何個ありますか。

Locker

---------------------------------------------------

----------------------------------------------------

(1) 1~10までのロッカーは、

11回目~100回目の操作はには影響されないので、

1~10回目までの操作(赤字)について調べます。

241

開いているロッカーは、1と4と9です。

(2)100までの、それぞれの約数について調べます。

99→1、3、9、11、33、99  なので、6回

100→1、2、4、5、10、20、25、50、100  なので、9回

101→1 なので、1回

(3)16回の操作まで調べていくと、

242

開いているロッカーは、

1、4、9、16・・・と、平方数になっていることがわかります。

100までに平方数は、

1、4、9、16、25、36、49、64、81、100 と10個あります。

操作は100回で終わってしまうので、

101~200の場合は、自分自身の操作回数がないので、

1回分開閉がされず、

平方数のロッカーは閉まっていて、それ以外は開いていることになります。

101~200までの平方数は、121、144、169、196の4つなので、

100-4=96個が開いていることになります。

したがって、開いている合計は、10+96=106個です。

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682

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立方体の切断と体積(東邦大学付属東邦中学 2017)

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図のような、1辺の長さが6cmの立方体ABCDEFGHがあります。

また、点Mは辺AEを2等分する点です。

このとき、次の問いに答えなさい。

Bandicam_20171231_081526574
(1)3点A、C、Fを通る平面でこの立方体を切り分けたとき、

  点Hを含む立体の体積を求めなさい。

(2)(1)で体積を求めた立体を、3点D、F、Mを通る平面で切り分けたとき、

  点Aを含む立体の面の数を求めなさい。

(3)(2)で面の数を求めた立体の体積を求めなさい。

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26

図解と解法例はこちらに!

41

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色のついた図形の面積は?(今年 2018年 栄東中学東大クラス選抜 改題)

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下の図は、正十二角形に対角線を引いて作った図形です。

色のついた図形の周囲の長さが72cmのとき、

色のついた図形の面積は何㎠ですか?


3261_2

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114

図解と解法例はこちらに!

31

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知っておきたい立体の体積の計算方法(芝中学 2012年)

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下の図1は1辺が 9cm の立方体です。

  Pic_3062q

下の図2は、この立方体をある平面で切り取った残りの立体を

A,B,C の方向から見た図です。

この切り取った残りの立体の体積を求めなさい。

      Pic_3063q

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----------------------------------------------------

こたえ

まず、簡単な C の方向から見た図を参考に、

切断された立体を考えると、下の図3のようになります。

  Pic_3064a

ここに、Bから見た図を描き加えると、下の図4のようになります。

  Pic_3065a

この立体は切断四角柱です。

まったく同じ立体を逆にして上に乗せると、

四角柱になります。

1 

高さは6+6=12cmですから、

残った立体の体積=9×9×12÷2=486立方cm です。

また、切断四角柱の体積は、

【 底面積 】 × 【 4辺の平均の高さ 】

として求めることもできるので、

B、Cの右辺の高さが9cmとわかれば、

残った立体の体積=(9×9)×{(3+6+6+9)÷4}

=81×6=486立法cm とも計算できます。

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口のタイルは何枚ある?(2016年 昭和女子大学附属昭和中学)

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○と口と×は、同じ大きさの正方形のタイルです。
 
これらを図のように、
 
ある規則に したがって全体の形が正方形になるように並べました。
5253
 
10番目の図の中に口のタイルは何枚ありますか?


----------------------------------------------------

----------------------------------------------------

5番目は図のように並びます。

Bandicam_20160525_083729558
1番目

タイル→1×1
○→1×1

2番目

タイル→2×2
○→1×1
×→1×1

3番目

タイル→3×3
○→2×2
×→1×1

4番目

タイル→4×4
○→2×2
×→2×2

5番目

タイル→5×5
○→3×3
×→2×2

6番目

タイル→6×6
○→3×3
×→3×3

・・・・・・・・
10番目

タイル→10×10
○→5×5
×→5×5  なので、

□=100-25×2=50個

----------------------------------------------------

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口のタイルは何枚ある?(2016年 昭和女子大学附属昭和中学)

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○と口と×は、同じ大きさの正方形のタイルです。
 
これらを図のように、
 
ある規則に したがって全体の形が正方形になるように並べました。
5253
 
10番目の図の中に口のタイルは何枚ありますか?


----------------------------------------------------

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5番目は図のように並びます。

Bandicam_20160525_083729558
1番目

タイル→1×1
○→1×1

2番目

タイル→2×2
○→1×1
×→1×1

3番目

タイル→3×3
○→2×2
×→1×1

4番目

タイル→4×4
○→2×2
×→2×2

5番目

タイル→5×5
○→3×3
×→2×2

6番目

タイル→6×6
○→3×3
×→3×3

・・・・・・・・
10番目

タイル→10×10
○→5×5
×→5×5  なので、

□=100-25×2=50個

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目の出方は何通り?(今年 2018年 雙葉中学)

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図1 の立体の4つの面は、すべて合同な正三角形です。

図1
Bandicam_20180214_075352080

この立体のそれぞれの面に1、2、3、4の数字を書きました。

ある方向から見ると図2 、別の方向から見ると図3のようになりました。

図2
2141
図3
2142

(1)この立体の展開図を完成させましょう。

  また、向きを考えて2、3、4の数字も書きましょう。

Bandicam_20180214_080912703

(2)この立体を、4と書いた面を下にして置きます。

  ここから、辺を軸にして立体を倒して、下にきた数字を足していきます。

  3回倒して、和が6になるときの下にきた数字の出方をすべて書きましょう。

(3)5回倒して、和が13になるときの下にきた数字の出方は全部で何通りですか。

----------------------------------------------------

----------------------------------------------------

(1)

2144

 

1の右下の頂点は4の右下、

1の上の頂点は2の左下、

2の上の頂点は3の左下、

(2)

1→4

1→2

1→3

2→1

2→3

3→1

3→2

(3)

4が3回になる転がし方は、和が13を超えてしまうので不可、

4が2回の場合、

1+1+3+4+4=13・・・・・①

1+2+2+4+4=13・・・・・②

4が1回の場合、

1+2+3+3+4=13・・・・・③

2+2+2+3+4=13・・・・・④

4がない場合、

2+2+3+3+3=13・・・・・⑤

最初が4でなく、同じ数が連続しない並べ方を考えると、

①の場合

13414、14143、14134、14314、14341

31414、34141 の7通り、

②の場合、

12424、14242

21424、24124、24214、24142、24241 の7通り、

③の場合、

1が最初に来るとき、

12343、14323、13243、13423、13234、13432 の6通り、

2が最初に来るときも、同様に6通り、

3が最初に来るとき、

3□□□3 で6通り、

3□□3□ で6通り、

3□□□ で6通り、

③の場合は合計で、6×5=30通り

④の場合、

23242、24232 の2通り、

⑤の場合、

32323 の1通り、

①+②+③+④+⑤=7+7+30+2+1=47通り


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