桜蔭中学校2015年算数第2問(解答・解説)


まず、正三角形の1辺の長さについて考えます。
問題文からもわかるように、@〜Dまでは特殊なので、E以降について規則性を考えます。
以下、Eの1辺の長さをEなどというように表記します。
図2をよく観察すると、E=D+@、F=E+A、G=F+B、・・・となっていることがわかります。 小さな例で試して規則性を把握することが大切です。
結局、ある正三角形の1辺の長さは1つ前の正三角形の長さ+5つ前の正三角形の長さになっているので、あとは、機械的に長さを求めるだけですね。
 @1 A1 B1 C2
 D2 E3 F4 G5
 H7 I9 J12K16
 L21M28N37O49
 P65Q86 ←4個ずつで折り返したのは、目の移動距離を短くして作業ミスを防ぐためです。
(1)
問題文にある図をよく観察すると、Cを置いたときの周りの長さ=@〜Dの和、Dを置いたときの周りの長さ=A〜Eの和、Eを置いたときの周りの長さ=B〜Fの和となっていることがわかります。
これを表のように整理すると、次のようになります。
 Cを置いたときの周りの長さ=@〜Dの和
 Dを置いたときの周りの長さ=A〜Eの和
 Eを置いたときの周りの長さ=B〜Fの和
 ・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・
 Pを置いたときの周りの長さ=M〜Qの和
したがって、求める長さは
  28+37+49+65+86
 =265cm
となります。
(2)
問題文にある図をよく観察すると、Cの正三角形を置いたときにできる図形の面積はDの面積−Bの面積−@の面積、Dの正三角形を置いたときにできる図形の面積はFの面積−Cの面積−Aの面積、・・・となっていることがわかります。 ←下の図を参照。
 
桜蔭中学校2015年算数第2問(解答・解説)の図
これを表のように整理すると、次のようになります。
 Cを置いたとき E−B−@
 Dを置いたとき F−C−A
 Eを置いたとき G−D−B
 ・・・・・・・・・・・・・
 Nを置いたとき P−M−K
正三角形はすべて相似で、相似な図形の面積比は相似比×相似比になるから、求める面積比は
  65×65−28×28−16×16
 =3185倍
となります。
なお、入試本番ですぐにいい解法が思い浮かばなければ、
  1×1+1×1+1×1+2×2+2×2+3×3+4×4+5×5+7×7+9×9+12×12+16×16+21×21+28×28+37×37
 =3185倍
とすれば、はやく解けたでしょう。



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