高校数学の解き方

大学入試の数学の問題を解いています。

数学の第6問(2026京都府公立高校前期入試)

問題 

 

解答

(1)\; \; 7 \;番目の図形をかくと次のようになる。

タイル\mathrm{A} \; の枚数を数えると、37 \; 枚である。

     (答) 37 \;

 

(2)\; \; 7 \;番目の図形を使って、計算で求める方法を考える。

図は、120^{\circ} \; の回転移動によって、もとの図形に重なることがわかる。Ⅱ図の他の図形も同様である。これをみると、真ん中のタイル\; \mathrm{A} \;を除けば、3 \;つの合同な図形(赤、青、緑)に分けられる。

赤の図形で考える。タイル\; \mathrm{A} \;の枚数は、7 \;番目の図形の\; 7 \;を使って求めると、

     \displaystyle \frac{7-1}{2} \times \frac{7+1}{2} =12 \; (枚)

これはⅡ図の奇数番目のどの図形にもあてはまる。タイル\; \mathrm{B} \;の枚数は、7 \;番目の図形の\; 7 \;を使って求めると、

     \displaystyle \frac{7-1}{2} \times \frac{7-1}{2} =9 \; (枚)

これはⅡ図の奇数番目のどの図形にもあてはまる。

したがって、(1)\; で求めた\; 7 \;番目のタイル\mathrm{A} \; の枚数は、次のように計算で求めることができる。

     \displaystyle 3 \times \frac{7-1}{2} \times \frac{7+1}{2} +1=37 \; (枚)

また、\; 7 \;番目のタイル\mathrm{B} \; の枚数も、次のように計算で求めることができる。

     \displaystyle 3 \times \left( \frac{7-1}{2} \right)^2 =27 \; (枚)

これにしたがって、\; 32 \;番目のタイル\mathrm{B} \; の枚数は、奇数番目の\; 33 \;番目と同数だから、

     \displaystyle 3 \times \left( \frac{33-1}{2} \right)^2 =768 \; (枚)

     (答) 768 \;

 

(3)\; \; n \;が奇数のとき、n \;番目の図形のタイル \; \mathrm{A} \; の枚数は、上と同様にして、

     \displaystyle 3 \times \frac{n-1}{2} \times \frac{n+1}{2} +1= \frac{3}{4} (n-1)(n+1) +1 \; (枚)

また、タイル \; \mathrm{B} \; も同様にして、

     \displaystyle 3 \times \left( \frac{n-1}{2} \right)^2 = \frac{3}{4} (n-1)^2 \; (枚)

よって、その和が\; 3826 \;枚だから、

     \displaystyle \frac{3}{4} (n-1)(n+1) +1+ \frac{3}{4} (n-1)^2 =3826 \;

n \;が奇数という条件でこれを解くと、\; n=51 \;

     (答) n=51 \;