聖光学院中学校2018年第1回算数第2問(解答・解説)
(1)
[12,34]
=(1+2+・・・+12)+34
=55+11+12+34 ←1から10までの整数の和が55となることを利用しました。
=112
となるから、
[[12,34],56]
=[112,56]
=(1+2+・・・+112)+56
=(1+112)×112×1/2+56 ←等差数列の和の公式を利用しました。
=113×56+56
=114×56 ←分配法則の逆を利用しました。
=6384
となります。
(2)
[A,B]
=(1+2+・・・+A)+B
=(1+A)×A×1/2+B ←等差数列の和の公式を利用しました。
で、これが2018となります。
Bが最小となるのは、(1+A)×A×1/2が最大となる場合だから、(1+A)×A×1/2≦2018、つまり(1+A)×A≦4036を満たす最大のAを考えればいいですね。
(1+A)×Aはほぼ平方数だから、平方数で見当をつけます。
60×60=3600、70×70=4900だから、60台前半の数だとわかりますね。
64×65=32×130=3200+960=4160>4036 ←計算しやすい5の倍数と偶数の積を計算しました。
63×64=4160−64×2=4032<4036 ←64×65と見比べました。
したがって、求めるBは
2018−4032×1/2
=2
となります。
(3)
小さい数から順にB/Aを調べていきます。
1=(1)+0→0/1
2=(1)+1→1/1
3=(1+2)+0→0/2
4=(1+2)+1→1/2
5=(1+2)+2→2/2
6=(1+2+3)+0→0/3
7=(1+2+3)+1→1/3
8=(1+2+3)+2→2/3
9=(1+2+3)+3→3/3
10=(1+2+3+4)+0→0/4
・・・・・・・・・・・・・・・・・・
1番目の三角数から2番目の三角数の手前までの2個のB/Aは分母が1で、分子が0、1となっています。
2番目の三角数から3番目の三角数の手前までの3個のB/Aは分母が2で、分子が0、1、2となっています。
3番目の三角数から4番目の三角数の手前までの4個のB/Aは分母が3で、分子が0、1、2、3となっています。
・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・
〇番目の三角数から(〇+1)番目の三角数の手前までの(〇+1)個のB/Aは分母が〇で、分子が0、1、2、3、・・・、〇となっています。 ←順番、個数、分母、分子の最大のものの対応関係をおさえることが大切です。
(2)より、[A,B]=2018=(1+2+・・・+63)+2だから、求める和は
(0+1)/1+(0+1+2)/2+(0+1+2+3)/3+・・・+(0+1+2+・・・+62)/62+(0+1+2)/63 ←〇=62までは全部あり、63番目の三角数(2015)以降の3個が半端になります。
=2/2+3/2+4/2+・・・+63/2+1/21
=(2/2+63/2)×62×1/2+1/21 ←等差数列の和の公式を利用しました。
=2015/2+1/21
=1007+1/2+1/21
=1007・23/42 ←・で帯分数を表しています。
となります。
(参考)三角数について
三角数とは、下の図のように、正三角形の形に点を並べたときの点の総数のことです。
〇
〇
〇 〇
〇
〇 〇
〇 〇 〇
・・・・・・
一般に、〇番目の三角数は1+2+3+・・・+〇=(1+〇)×〇×1/2となり、三角数を小さい順に並べると、
1,3,6,10,15,・・・
となります。