西大和学園中学校1995年算数第5問(解答・解説)


中学校で習う絶対値の記号の問題です。
(1)
  [2,7]
 =7−2
 =5
となります。
(2)
@
  与えられた式
 =9+8+・・・+1+0+1+2+・・・+89+90
 =45+(1+90)×90×1/2 ←1から9までの整数の和が45となることと等差数列の和の公式を利用しました。
 =4140
A
@の計算式からわかるように、隣同士に現れた値の差は必ず1となります。
同じ答えになるということは、計算式が90+89+・・・+2+1+0+1+・・・+8+9になるということだから、x−1=90となり、xは91となります。
B
計算式の隣同士に現れた値の差が必ず1となるから、0を中心として左右均等に1、2、3、・・・の数を配置したとき、計算結果が最小になります。
(あ)0の左側に1、2、・・・、49の49個の数を配置し、0の右側に1、2、・・・、50の50個の数を配置した場合
x−1=49となるから、xは50となります。
(い)0の右側に1、2、・・・、49の49個の数を配置し、0の左側に1、2、・・・、50の50個の数を配置した場合
x−1=50となるから、xは51となります。
したがって、求めるxの値は50、51となります。
C
Bのときの計算結果は
  49+48+・・・+2+1+0+1+2+・・・+49+50
 =1+2+・・・+49+50
 +0+1+・・・+48+49
  1+3+・・・+97+99 ←1から連続する50個の奇数の和ですね。このような変形をせずに、(参考1)の後半の図を思い浮かべてもいいでしょう。
 =50×50 ←1から連続する奇数の和の公式を利用しました。
 =2500
となります。
なお、この問題は下の問題と同じです(|n−1|はnと1の差を表します(他も同様))。
(京都大学1961年理系数学第5問)
 nが整数であるとき
 S=|n−1|+|n−2|+・・・・・・+|n−100|
の最小値を求めよ。またそのときの値を求めよ。
(参考1)1から連続するn個の奇数の和=n×n
 ○
 1=1×1
 ○●
 ●●
 1+3=2×2
 ○●○
 ●●○
 ○○○
 1+3+5=3×3
 ○●○●
 ●●○●
 ○○○●
 ●●●●
 1+3+5+7=4×4
なお、次のような図を思い浮かべると、1+2+・・・+(n−1)+n+(n−1)+・・・+2+1=n×nとなることがわかります。
 ○
 1=1×1
 ○●
 ●○
 1+2+1=2×2
 ○●○
 ●○●
 ○●○
 1+2+3+2+1=3×3
 ○●○●
 ●○●○
 ○●○●
 ●○●○
 1+2+3+4+3+2+1=4×4
(参考2)2から連続するn個の偶数の和=n×(n+1)
 〇○
 2=1×2
 ○〇●
 ●●●
 2+4=2×3
 〇○●○
 ●●●○
 〇○○○
 2+4+6=3×4
 〇○●○●
 ●●●○●
 〇○○○●
 ●●●●●
 2+4+6+8=4×5
なお、上の各図において、左端の1列を取り除くと、1から連続する奇数の和になります。このことから、2から連続するn個の偶数の和はn×n+nと表せることがすぐにわかりますね。



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