灘中学校1992年算数2日目第1問(解答・解説)
図のように線を引くと、各三角形の1番長い辺(斜辺)の長さは、丸番号の数字が2増えるごとに2倍になる(逆から見ると、丸番号の数字が2個減るごとに1/2倍)ことがすぐにわかりますね。
@はDと比べて丸番号の数字が4減っているから、@の斜辺の長さはDの斜辺の長さの
1/2×1/2
=1/4倍
となります。
したがって、求める長さは
8×1/4
=2cm
となります。
(2)
(1)の図から、各三角形の面積は、丸番号が1増えるごとに2倍になることがすぐにわかりますね。
@の面積を[1]とすると、@からGまで並べたときの全体の面積は、
[1]+[2]+[4]+[8]+[16]+[32]+[64]+[128]
=[256]−[1] ←計算については(☆)を参照しましょう。
=[255]
となります。
@の面積は
2×1×1/2
=1cm2
だから、@からGまで並べたときの全体の面積は、
1×[255]/[1]
=255cm2
となります。
(3)
@ [1]
A [2]
B [4]
C [8]
D [16]
E [32]
F [64]
G [128]
H [256]
I [512]
J [1024] ←210(2を10個かけたもの)=1024ですね。
K [2048]
H〜Kはそれぞれ@〜Cと重なります。 ←丸番号の数字が1増えるごとに45度回転しているから、360÷45=8回でちょうど1周します。2周目になると重なる部分が登場しますね。
@からKを並べたとき、三角形が重なっていない部分の面積は、
[16]+[32]+[64]+[128] +[256]+[512]+[1024]+[2048]−([1]+[2]+[4]+[8])
=[4096]−[16]−([16]−[1])
=[4065]
に相当するから、
1×[4065]/[1]
=4065cm2
となります。
(☆)等比数列の和の求め方について
S×2= 2+4+8+16+32+64+128
−)S =1+2+4+8+16+32+64 _
S =128−1=127
次のイメージ図も参照しましょう。
×○□□◎◎◎◎●●●●●●●●
☆☆□□◎◎◎◎●●●●●●●●
△△△△◎◎◎◎●●●●●●●●
△△△△◎◎◎◎●●●●●●●●
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1+2+4+8+16+32+64
=64×2−1
=127
なお、1+2+4+8+16+32+64は、64×2=128チームが参加したトーナメント戦の試合数(=敗戦チームの数)と考えて128−1=127とすることもできます。