神戸女学院中学部2004年算数第7問(解答・解説)
(1)
まず、進行グラフ(ダイアグラム)の★の時間のところに注目します。
★の時間に、春子さんは
(2−1.6)+(2−0.9)
=1.5km
進み、お姉さんは
(2−1.6)+2
=2.4km
進むので、2人の速さの比は、 ←時間一定⇒速さの比=距離の比
春子さん:お姉さん
=1.5:2.4
=5:8
となります。
次に、進行グラフの水色で囲んだ部分に注目します。
2人の速さの比が5:8だから、距離一定の場合(水色で囲んだ部分では、距離一定ですね)、時間の比は ←距離一定⇒時間の比=速さの比の逆比
春子さん:お姉さん
=G:D
となります。
G−D=Bが15分に相当するから、(ア)の時間(Gに相当)は
15×G/B
=40(分)
となります。
(2)
春子さんとお姉さんがはじめて出会う時間を求めればいいですね。
水色の部分に注目すると、春子さんの速さもお姉さんの速さも求まりますね。
春子さんの速さは
1.6/40km/分
で、お姉さんの速さは
1.6/25km/分
となります。
春子さんの方がお姉さんより15分早く出発しているのが扱いにくいので、時間をそろえるために15分後から考えます。
2人の出会いの距離は
2×2−1.6/40×15(km)
だから、(イ)の時間は
15+(2×2−1.6/40×15)÷(1.6/40+1.6/25) ←1.6/40+1.6/25の部分は、あえて40×25で通分しました(共通の1.6を生かすためです)。
=15+17/5÷{(1.6×40+1.6×25)/(40×25)}
=15+17/5÷(1.6×65)/(40×25) ←分配法則の逆を利用しました。
=15+17/5×(40×25)/(1.6×65) ←約分すれば、意外と楽な計算になります。
=620/13(分)
となります。
(別解)
進行グラフを図形的に処理(相似を利用)します。
まず、三角形ABCと三角形ADEのちょうちょ相似に注目し、次に、赤紫色のちょうちょ相似に注目し、最後に、青色のピラミッド相似に注目します。
三角形ABCと三角形ADEのちょうちょ相似(相似比は、1.6:(2−1.6)=4:1)に注目すると、(エ)−(ウ)の値は
(15−0)×1/4
=15/4(分)
となります。
また、(オ)の値は
15+2÷1.6/25×2
=155/2
だから、赤紫色のちょうちょ相似の相似比は
15/4:155/2
=3:62
となります。
したがって、
BF:BD
=BF:(BF+FD)
=62:(62+3)
=62:65
となります。
ここで、(エ)の値は
2÷1.6/40=50(分)
だから、青色のピラミッド相似(相似比は、BF:BD=62:65)に注目すると、(イ)の値は
50×62/65
=620/13(分)
となります。