桜蔭中学校2005年算数第4問(解答・解説)
全部同じ問題ですね。
体積を求めて逆算する方法ではなく、比を利用して解きます。
(1)
深さの比(高さの比)
はじめ:重りが初めて水面より下になったとき
=10:21
↓逆比 ←体積一定
底面積の比
はじめ:重りが初めて水面より下になったとき
=[21]:[10] ←実際には、この場合はありえませんが、あえて考えます。(参考図)を参照しましょう。
最初25×32cm2だった底面積が重りを1本入れるごとに5×5=25cm2減って、はじめて25×32×[10]/[21]になるのは、
25×32×(1−[10]/[21])÷25
=32×11/21
=352/21
=16+16/21
だから、17本目を入れたときになります。
(2)
底面積の比
はじめ:重りを1本入れたとき
=(25×32):(25×32−25) ←(参考図)を参照しましょう。
=(25×32):{25×(32−1)} ←分配法則の逆を利用しました。
=32:31
↓逆比 ←体積一定
深さの比(高さの比)
はじめ:重りを1本入れたとき
=[31]:[32]
[31]が10cmに相当するから、水面の上昇([32]−[31]=[1]に相当)は
10×[1]/[31]
=10/31cm
となります。
(3)
底面積の比
はじめ:重りを13本入れたとき
=(25×32):(25×32−25×13) ←(参考図)を参照しましょう。
=(25×32):{25×(32−13)} ←分配法則の逆を利用しました。
=32:19
↓逆比 ←体積一定
深さの比(高さの比)
はじめ:重りを13本入れたとき
=[19]:[32]
[19]が10cmに相当するから、重りを13本入れたときの水の深さ([32]に相当)は
10×[32]/[19]
=320/19cm
となります。
(参考図)
はじめの底面積は水色の部分、重り1本を入れたときの底面積は黄緑色の部分、重り13本を入れたときの底面積は黄色の部分になります。