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渋谷教育学園渋谷中学 算数 問題解説&入試分析★2019年(H31年)

2019.04.23 22:40|入試問題分析(算数)
数理教育研究会の畠田です

今回は渋谷教育学園渋谷中学の第1回について書きます。


【入試資料分析】

第1回は比較的男子の倍率は低かったようです。
受験者数
男子…168名
女子…271名
合計439名

合格者数
男子…51名
女子…69名
合計120名

倍率
男子…3.29倍
女子…3.93倍
全体で3.66倍


【問題分析】
○大問1
小問集合です。
基本から少し毛が生えた程度なのでしっかりあわせたいところです。
(1)基本的な計算問題です。
約分されるであろうと思って整理して計算してください。
5625/10000×4/3×4/3-37/13×39/185=2/5

(2)渋谷から学校までを[240]mとすると
行きは[240]÷80=[3]分,往復で[240]×2÷120=[4]分より,帰りは[4]-[3]=[1]分なので速さは[240]÷[1]=240m/分です。
渋谷駅から渋谷教育学園渋谷中学までは歩いて550mくらいらしいですが計算しやすいように80と120の公倍数を使いました。

(3)7で割ると5余り,13で割ると11余る。
余りが同じだと解きやすいですが,不足が同じでも解きやすいのでチェックします。
どちらも不足が2なので7×13-2=89が条件を満たす一番小さい整数です。
ここから7×13=91ずつ増やせばいいので89+91×(16-1)=1454

(4)A 100gとB 300gを混ぜた400gから100gをとった食塩水はA 100÷4=25g,Bを300÷4=75gで出来ているので,A 100+25=125gとB 75gを混ぜて125:75=5:3で10+(15-10)×5/(5+3)=105/8 %

(5)原価を[100]とすると,定価[110],売価[88],利益は[110]×250+[88]×150-[100]×400=[700]
これが1750円なので[100]=1750÷7=250円

(6)前からA番目のグループは,分母がA+1の分数がA個続く群数列です。
1+2+3+…+13=91
1+2+3+…+13+14=105
なので14グループ目の100-91=9番目が100個目です。

1/2 | 2/3,1/3 | 3/4,2/4,1/4 | …
|14/15,13/15,12/15,11/15,10/15,9/15,8/5,7/15,6/15

分母が5になるものは
分母が5のグループの
4/5,3/5,2/5,1/5
分母が10のグループで分子が2の倍数の
8/10=4/5,6/10=3/5,4/10=2/5,2/10=1/5
分母が15のグループで分子が3の倍数の
12/15=4/5,9/15=3/5,6/15=2/5
よって
(4+3+2+1+4+3+2+1+4+3+2)/5=29/5


○大問2
立方体の切断の問題です。
基本的な処理の仕方を身につけていけていたら点数を堅くとれます。
(4)だけ少し難しいです。

(1)底面が3/4倍になるので体積も3/4倍
(2)底面が1/2倍,高さが同じで,すい体なので1/3倍になり,1/2×1/3=1/6倍
(3)
shibushibu_2019_m2-kaisetu1.jpg
(赤+青)の体積は立方体と比べて底面の面積が1/2倍,高さが2倍,すい体で1/3倍。(赤+青):赤=8:(8-1)=1:7より立方体から赤の部分を取り除いて
1-1/2×2×1/3×7/8=17/24

(4)
shibushibu_2019_m2-kaisetu2.jpg
平面と平面の交わりは直線であり、平面BDHと平面HIKはともに対角線BDの中心と点Hを通るので平面BDHと平面HIKの交わった線はその2点を結べばよい。
青の部分の体積は立方体と比べて底面積1/2×1/2×1/2倍,高さは同じで,すい体なので1/3倍。
立方体の半分から青の部分を引いて
1/2-1/2×1/2×1/2×1/3=11/24倍


○大問3
今回はこの問題をとりあげます。


○大問4
そんなに工夫の必要のない回転の問題です。
ポイントは扇形2つあるので1つずつ回転したらわかりやすい感じです。
点数をしっかりとりたいですね。

(1)扇形2つです。2×2×3.14×3/4×2=18.84cm²

(2),(3)
回転前の扇形2つと,回転後の扇形2つを描きます。
回転軸からの距離が一番近いところと一番遠いところを90度の弧で結べばできあがりです。
(2)は
shibushibu_2019_m4-kaisetu1.jpg
6×6×3.14×1/4+2×2×3.14×1/4×6=47.1cm²

(3)は
shibushibu_2019_m4-kaisetu2.jpg
4×4×3.14×1/4×2+2×2×3.14×1/4×4+2×2=41.68cm²



(問題)H31 渋谷教育学園渋谷中学 算数 大問3
ある国では,6桁のマイナンバーを全国民に割り当てています。この6桁のうち,十,百,千,一万,十万の位の数は登録した順番に決め,一の位の数は次の法則によって算出した数とします。

①(十万の位の数)×6+(一万の位の数)×5+(千の位の数)×4+(百の位の数)×3+(十の位の数)×2を計算します。

② ①で求めた数を11で割り,余りを求めます。

③ 11から,②で求めた余りを引くことで求められる数をマイナンバーの一の位とします。ただし,2桁になった場合には0とします。
例: 51457☐…5×6+1×5+4×4+5×3+7×2=80
80÷11=7…3
11-3=8
より,一の位は8となり,この国民のマイナンバーは514578に決まります。

(1)この国のマイナンバーとしてありえないものを,次のア~ウの中からすべて選び,記号で答えなさい。
ア.111111 イ.101010 ウ.200200

(2)割り当てられたマイナンバーが32☐479であるとき,☐に当てはまる数は何ですか。

(3)役所で,マイナンバーが173591であると申告したところ,ある位の数が1つだけ誤っていると教えられました。その位の数は,正しいものより3小さいことが分かっているそうです。正しいマイナンバーを答えなさい。

(4)この国においてマイナンバーを申告するときに,ある位の数が1つだけ誤っている場合,どの位の数が誤りであるかを必ず判断することはできますか。解答らんの「できる」,「できない」のどちらかに丸をつけなさい。また,その理由を答えなさい。



[解説]
マイナンバーのチェックディジット,検査数字を元ネタに作られた問題です。
マイナンバーのことを全く知らなくても正解できるかどうかと全然関係ありません。

(1)上から5桁の数字から③を計算して,一の位と一致しているかを考えます。

アは1×6+1×5+1×4+1×3+1×2=20
20÷11=1余り9より③は11-9=2と決まるが,111111は一の位の数が1になっているのでありえません。

イは1×6+1×4+1×2=12
12÷11=1余り1より11-1=10から③は0ですが、ちゃんと一の位は0になっています。

ウは2×6+2×3=18
18÷11=1余り7より③は11-7=4ですが,200200は一の位の数は0になっているのでありません。

よってです。

(2)(整数)+(整数)を11で割った余りは,(整数を11で割った余り)+(整数を11で割った余り)を11で割った余りと同じことを使います。
受験で重要なやり方です。
②を考えると
3×6+2×5+☐×4+4×3+6×2=52+☐×4
52を11で割った余りは52÷11=4余り8より(52+☐×4)を11で割った余りは(8+☐×4)を11で割った余りと同じです。
一の位は9より11-9=2から②の(8+☐×4)を11で割った余りは2になる必要があります。
つまり☐×4を11で割った余りが
(2+11)-8=5
になります。
そのような☐は4×4=16の4のみです。

(3)173591のうち誤っているのは上から5桁の部分か,一の位かの二つのパターンに分けて考えます。一の位が間違えてる場合を忘れそうなので注意してください。

まず②の計算は1×6+7×5+3×4+5×3+9×2=86,86÷11=7余り9

・上から5桁の部分に誤りがある場合
③の値は一の位が1より11-1=10が正しいことになるので,②の計算で正しくは余りが1大きくなるはずです。
①の計算は3×6=18より誤ることで最大で18小さくなったことに注意すると正しい①は
86+1=87か86+12=98の2つのパターンになります。
1大きくなることは無理
12大きくなるには12÷3=4より千の位が3小さかったことになるので
正しくは176591となります。

・一の位に誤りがある場合
一の位に誤りがあれば1+3=4ですが,②の値は9より③の値を計算すると11-9=2よりこの場合はないことがわかります。


(4) (3)の時点で3小さい条件がなければ176591か173592の可能性があるのできないことがわかります。
つまり
「できない」
理由…例えば173591は176591の他に173592の場合も考えられる

他にも②の計算で余りが1大きくなるように
例えば十万の位の数を2つ多くして2×6÷11=1余り1より373591など色々考えられます。

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麻布中学校 算数 問題解説&入試分析★2019年(H31年)

2019.04.15 20:23|入試問題分析(算数)
数理教育研究会の畠田です

今回は麻布中学をとりあげます。

【入試資料分析】

今年は例年に比べて倍率が高い年となりました

出願者数 1037名
合格者数 376名
倍率2.76
最高点 145/200
最低点 100/200
配点は国語60点算数60点理科40点社会40点


【問題分析】
○大問1
麻布定番の不定方程式です。
勉強すれば簡単な分野なので対策をして確実にとりましょう。

(1)A,B,Cの部屋の人数をa,b,cとして
AとCの温度の差は9-7=2度より
0.3×a-0.1×c=2
となればよくて10倍して整理して
3×a-c=20
a|7|8|9|…
c|1|4|7|…
となるのでBの室温がもっとも高くなるにはBの人数が多い、つまりa+cが小さいときになるので
(c,a)=(1,7)の場合になります。

(2) 
(1)の組み合わせの時にA,Cの温度が同じになることを利用してやってみます。
つる亀算のこういう複雑な場合は,表を書いてどう変化していくかを考える整理の仕方があります。
A,Cの温度をAC,Bの温度をBとして
a789
c147
b332925
AC9.19.49.7
B14.613.813

でaの人数を1人増やすとACの温度は9.4-9.1=0.3度上がり,Bの温度は14.6-13.8=0.8度下がるので0.3+0.8=1.1度,差が縮まる。
よって(14.6-9.1)÷1.1=5よりACは9.1から5人分温度があがれよいので
9.1+0.3×5=10.6度
関西ではつるかめ算はこういう風に表を書いて処理する方法を教えることが多く,東京では面積図を教えることが多いですが両方使えるようにして大きい人間になりましょう。


○大問2
ダイアグラムを書いてみるのがお決まりの処理です。
東京の学校で,しかも麻布となるとダイアグラムをかくとうまく問題をつかみやすいことが多いです。
まずは何かわからないけど,とりあえずダイアグラムを書くで良いと思います。
(1)ダイアグラムを書くと
azabu_2019_m2_kaisetu1.jpg

青文字のところが10分-9分40秒=20秒=1/3分とわかり
赤い部分に注目すれば太郎君とバスの進む長さが同じだから時間の比と速さの比が逆比になるので
(太郎君の速さ):(バスの速さ)=(バスの時間):(太郎君の時間)=(3+1/3):1/3
10:1
とわかりますね。

次の問題のために10:1を使って緑のところが6分と2/3分と求めておきます。

(2)
azabu_2019_m2_kaisetu2.jpg

ダイアグラムをかきますが,5/2倍速い太郎君と,バスの速さの比を求めておきます。
(速太郎君の速さ):(バスの速さ)=1×5/2:10=1:4
よってかかる時間は逆比より図の赤い部分において③,④,①とおけます。
すると③=6より①=2分とわかるので☐の部分は1分とわかります。
緑のところに注目すると1:4を使って時間がそれぞれわかります。
速太郎君は4分で720m進むので720÷4=180m/分
太郎君は180÷5/2=72m/分=72÷60m/秒=1.2m/秒
とわかりました。


○大問3
切断の問題です。
きちんと長さを出せば求まるので,正解したいところです。
azabu_2019_m3_kaisetu1_20190416164514d0f.jpg
図より(白い部分):(赤い部分)=(上の平行四辺形):(下の台形)ですが上の平行四辺形と下の台形は高さが同じなので
(白い部分):(赤い部分)=(7+7):(7+56/11)=22:19


○大問4
3と7のLCMは21で3,6,…21が9個なので9個のセットに注目して規則性を考えます。
(1)
3+6+7+9+12+14+15+18+21=105
(2)
簡単な場合で考えてみると
2番目から10番目の和は
6+7+9+12+14+15+18+21+24=126
7+9+12+14+15+18+21+24+27=147
で21ずつ大きくなるので
77番目から85番目の和は
105+(77-1)×21=1701
(3)
1番目から99番目の和は
(1番目から9番目の和),(10番目から18番目の和),(19番目から27番目の和),…,(91番目から99番目の和)
を考えて初項105,公差が21×9=189の等差数列の1~11番目までの和なので
(105+105+21×9×10)÷2×11=11550

(4),(2)と同じように考えると
(1~99番目の和),(2~100番目の和),(3~101番目の和),…
は21×11=231ずつ大きくなる
よって(128205-11550)÷231=505より1+501=506番目

○大問5
今回はこの問題を扱いと思います。
毎年最後の問題を扱っていますが,麻布は最後の問題に見たことないような自分でその場で規則性を見い出す重厚な問題を出します。


(問題)H31年 麻布中学校 算数 大問5
中心に回転できる矢印が2本取り付けられた円盤があります。まず,この円盤の円周を7等分する位置に目盛りを振ります。さらに,図1のように,1から7までの数字が書かれた7枚のコインを各目盛りの位置に1枚ずつ置き,2本の矢印を1と2の数字が書かれたコインの方へ向けます。
ここで,次の【操作】を考えます。
【操作】矢印が向いてる目盛りの位置にある2枚のコインを入れ替え,その後2本の矢印をそれぞれ2目盛り分だけ時計回りに回す。
azabu_2019_m5-1.jpg

図1の状態から1回【操作】を行うと図2のようになり,さらに1回【操作】を行うと図3のようになります。

azabu_2019_m5-2.jpg
azabu_2019_m5-3.jpg

この操作について,以下の問いに答えなさい。

(1)図1の状態から7回【操作】を行うと,7枚のコインの位置と2本の矢印の向きはどうなりますか。下の図に1から7までの数字と2本の矢印をかき入れなさい。

(2)図1の状態から何回【操作】を行うと,1の数字が書かれたコインの位置と2本の矢印の向きが図1と同じになりますか。最も少ない回数を答えなさい。ただし,【操作】は1回以上行うものとします。
azabu_2019_m5-4.jpg

(3)図1の状態から何回【操作】を行うと,全てのコインの位置と2本の矢印の向きが図1と同じになりますか。最も少ない回数を答えなさい。ただし,【操作】は1回以上行うものとします。

次に,円盤の円周を90等分する位置に目盛りを振り直します。さらに,図4のように,1から99までの数字が書かれた99枚のコインを各目盛りの位置に1枚ずつ,1から順に時計回りに置き,2本の矢印を1と2の数字が書かれたコインの方へ向けます。
azabu_2019_m5-5.jpg

(4)図4の状態から何回【操作】を行うと,全てのコインの位置と2本の矢印の向きが図4と同じになりますか。最も少ない回数を答えなさい。ただし,【操作】は1回以上行うものとします。


[解説]
(1)まずは簡単な場合でやってみて、問題をつかめということですね。
1234567

2134567

2143567

2143657

7143652

7413652

7416352

7416325
となります。

(2)2本の矢印が元に戻るのは操作が7の倍数の回の時なので操作が7の倍数回のことを考えます。
肝になるのは操作をシンプル化することです。
(1)より7回操作をすると1は3の位置に移動するので、これを1→3と書くと
1→3
3→5
5→7
7→1
と2目盛りずつ時計回りに進んでいきます。
よって7回の操作が4回で7×4=28回とわかりました。

(3)奇数の動きはわかったので偶数をみると
2→6→4→2
なので2目盛りずつ反時計回りに進んでいき3回の操作で元に戻ります。
よって7と4と3の最小公倍数を考えたらよいので
7×4×3=84回

(4)
7枚のときと同じように考えて99回操作すると奇数は2目盛り時計回りに移動して,偶数は2目盛り反時計回りに移動します。
よって奇数㋒は50回,偶数は49回で元に戻るので
99と50と49の最小公倍数を考えて
99×50×49=242550
とわかりました。


背景には群論がありますが,肝は操作のシンプル化です。
こういう処理の仕方、整理の仕方を覚えていくとアプローチできるようになってきます。

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洛南高等学校附属中学校 算数 2019(H31)入試分析

2019.04.04 12:34|入試問題分析(算数)
数理教育研究会の畠田です。
今回は洛南高等学校附属中学校を取り扱います。


【入試資料分析】
倍率も平均点も例年通りですが,今回は専願の男子より女子が今回は40点ぐらいあり相変わらず女子の難易度が高いです。


受験者数→合格者数(実質倍率)
男子:533人→208人(2.56倍)
女子:286人→79人(3.62倍)
専願の合格者最低点は男子で201点,女子で240点
併願は男女255点。

合格者平均点は
国語:3科型で90.4 4科型で93.5
算数:3科型で100.7 4科型で90.3
理科:3科型で58.8 4科型で55.5
社会:4科型のみで69.7
総合:3科型で249.4 4科型で246.7

算数はあまり無茶な問題はなく,差が出やすく影響が大きいのでしっかり勉強して点数をとりたいです。


【問題分析】
○大問1
計算問題です。
単に複雑な計算をするのではなく,意図のある問題ばかりです。
どう計算していけばいいか,計算問題の解法を勉強して軽く満点とりましょう。
(1)きっちり括弧や分数が処理が出来るかって問題です。
1/2-1/3=1/6,1/2÷0.75-4/9=2/3-4/9=2/9
12×1/6-2/9×9=0
(2)いっけん等差数列かなと見せかけて、そうでもないですが等差数列と同じように足す順番を工夫すれば良いです。
93+7=100,89+11=100,83+17=100,71+29=100,59+41=100,53+47=100で相殺されていき真ん中の50が残ります。
(3)分数の計算を素因数分解に注意しておこないます。
954-459-25×16+0.4=954-459-400+0.4=95.4
1/12+1/84+1/210=(35+5+2)/(5×7×12)=42/(5×7×12)=1/10
なので954
(4)25の倍数の問題です。
0.375×24=(0.375×4)×6=1.5×6=9
2.5×0.625×16=(2.5×4)×0.25×(2.5×4)=25
25×12=(25×4)×3=300
125×16=(125×4)×4=2000
より(9+25)×19-300+2000-14×19=(34-14)×19+1700=2080
(5)1×1×1+3+5+3×3×3+13+15+17+19+5×5×5+31+33+35+37+39+41
この並びを見ると1×1×1が1,3×3×3が7+9+11,5×5×5が21+23+25+27+29になれば奇数の足し算になって都合がよさそうですが実際そうなります。
何故そうなるかと言うと,真ん中がA×AでA個の連続する等差数列の和はA×AがA個でA×A×Aだからです。
よって41は(41+1)÷2=21で21番目の奇数より和は21×21=441となります。

○大問2
そこそこ難しい洛南らしい平面図形の問題です。
わかりにくい問題もありますが、典型的な解法を組み合わせたらできます。
(1)2つの正三角形が1つの頂点を共有してる問題は,正三角形の性質から辺が同じ長さ,60°から共通の角をひいて同じ大きさの角が見つかり,合同になる三角形が見つかるパターンが多いです。
この問題も△AGDと△AECが合同です。
よって∠AGF=60°,∠FEC=∠AGD-∠AEF=60°より∠FCE=∠GAF=14°とわかり
FB=FCより∠FBC=∠FCBから(あ)=(14°+60°)÷2-14°=23°とわかります。

(2)
rakunan_2019_m2_kaisetu2.jpg
図のよう30°の直角三角形は正三角形の半分と考えます。
同じ角度に印をつけて相似を見つけることできて
OCの長さは8-2=6cm
アの面積が4×8÷2=16cm²に対してイの面積は16-4×2÷2=12となり面積は12/16=3/4倍となります。
よって△OAB:△ODE=1:(3/4)×(3/4)×(3/4)×(3/4)×(3/4)
=1024:243
とわかります。

(3)
rakunan_2019_m2_kaisetu3.jpg

図のように正方形中央について点対称になるように線を引くのが一つのパターンです。1辺の長さが2cmの正方形と1cm,3cmの直角三角形4つができるので
2×2+1×3÷2×4=10cm²


○大問3
(1)は少し状況がわかりにくいですが、単純な問題なのであわせたいところです。
(2)は少しひねられている食塩水の問題です。天秤法を使って図をよく見て対称性に気付けば簡単で,出来れば正解したい。

(1)
地点AとBの間の距離は
50×130=6500m
花子さんが地点AからBまで進むのにかかる時間は39km/時=650m/分より
6500÷650=10分
花子さんが地点BからAに戻るのにかかる時間は(6500-1300)÷650=8分
1往復した花子さんは太郎君がAを出発して10+8=18分後にAを出発し,太郎君は130後にB到達,花子さんは18+10=28分後にBに到達するので18:(130-28)=3:17より花子さんがAを初めて追い越すのでは130×3/(3+17)=19.5分=19分30秒後
また花子さんの動きは10+8=18分間の繰り返しより
130÷18=7余り4分より7回繰り返してから,太郎君は4分でBに到達するのでこの間花子さんに追い越されることはなく7-1=6回

(2)

rakunan_2019_m3_kaisetu2-e.jpg
図より⑤=10-2=8%より①=1.6%


rakunan_2019_m3_kaisetu2-o.jpg
図より対称性から④=100gで①=100÷4=25gずつ交換すればよい

カキ
rakunan_2019_m3_kaisetu2-ka.jpg
図より⑧/⑩=4/5倍ずつとなり8×4/5×4/5×4/5×4/5=2048/625<4で4回


○大問4
実際使ってる時計と目盛りと針の進み方が違いますが、やることは時計算と同じです。
似た問題は多いのでしっかり練習しておきたいです。
(1)②の条件より短針と重なるのは短針の目盛り9つ進むごとである。
一周は15目盛りで9と15のLCMは45なので45目盛りで再びOに同時に重なる。
45÷15=3より短針は3周
長針は短いを45÷9=5回追い抜いたので3+5=8周

(2)③の条件より長針は12時間で8周するので360×8÷(12×60)=4°/分
短針は12時間で3周より360×3÷(12×60)=1.5°/分

(3)1目盛りで360÷15=24°
長針は24÷4=6分ごと,短針は24÷1.5=16分ごとに目盛りを指す
6と16のLCMは48より48分ごとに同時に目盛りを指すので同時に目盛りを指すのは
12×60÷48=15回。重なる場合を除いて15-5=10回

(4)6時間から7時間つまり360分間~420分間で48分の倍数は
360÷48=7余り24より8×48=384だけなので6時間24分後
そのとき長針は384×4÷24=64より64÷15=4余り4で,4の目盛りを指します。


○大問5
切断の問題です。(1)は絶対解けないといけません。(2)は水面は図形を傾けるのではなく,底面に平行な面で切った切り口であるという見方をします。典型的なパターンを組み合わせて出来る問題なのでしっかり勉強してとれるようにしておくと差をつけることができます。
(1)
rakunan_2019_m5_kaisetu.jpg
頂点うちしてください。

(2)
rakunan_2019_m5_kaisetu2.jpg
水面は切り口に平行になるので,切り口に平行に切断してできた立体の体積を9で割れば良いので,点I,J,Gを通る平面に平行な面で切っていきます。
同じ平面内や平行な平面同士では,切り口の直線は平行になります。
(ア)青い線で切りとられた部分の体積を9で割って
(6×6×12÷6-(3×3×6÷6)×2)÷9=6秒後
(イ)赤い線で切り取られた部分の体積を9で割って
(6×6×6-6×6×12÷6)÷9=16秒後
(ウ),(ア)と同じだけ水が入ればよいので16+6=22秒後


○大問6
今回はこの問題を扱いと思います。


○大問7
じゅず順列
((総数)-(対称))÷2+(対称)
の応用です。
勉強していれば、簡単に確実にとれる問題です。

回転して重なるものも違う並び方として数えたものをA通り,中央に点対称なものをB通りとすると,点対称でないものは120°ずつ回転を考えると重複して3回数えてることになるので(A-B)÷3+B通り
となります。
(1)点対称なものはないので2×2×2=8通り

(2)
rakunan_2019_m7_kaisetu.jpg
点対称なものはマス目1,2の塗り方を考えればよいので2×2=4通り
よって(2×2×2×2×2×2-4)÷3+4=24通り
(3)点対称なものはマス目1,2,3の塗り方を考えて2×2×2=8通り
よって(2×2×2×2×2×2×2×2×2-8)÷3+8=176通り


それでは大問6をとりあげます。
小さい場合で調べて、問題を把握していく練習をしてるかどうかで差ができます。

(問題)H31 洛南高等学校附属中学校 算数 大問6
0と書かれたカード[0]と1と書かれたカード[1]がそれぞれたくさんあり,それらの中から何枚かのカードを取り出して横一列に並べます。そして,次の<<規則>>にしたがって並べ替えます。

<<規則>>
カードの並びが[0][1]となっているところのみを,すべて同時に[1][0]に入れ替える。

(例)
rakunan_2019_m6_rei.jpg

[1][0][1][0][1][1]は,3回並べ替えると[1][1][1][1][0][0]になりました。

(1)7枚のカードを次の(ア),(イ)のように並べます。それぞれ何回並べ替えると
[1][1][1][1][0][0][0]になりますか。
(ア)[1][0][1][0][1][0][1] (イ)[1][0][0][1][1][0][1]

(2)7枚のカードを,[1][ ][ ][ ][ ][ ][1]となるように並べます。
3回並べ替えると[1][1][1][1][0][0][0]になる並べ方は,何個ありますか。

(3)7枚のカードを,[1][ ][ ][ ][ ][ ][1]となるように並べます。
4回並べ替えると[1][1][1][1][0][0][0]になる並べ方は,何個ありますか。

(4)10枚のカードを,[1][ ][ ][ ][ ][ ][ ][ ][ ][1]となるように並べます。
6回並べ替えると[1][1][1][1][ ][ ][ ][ ][ ][ ]になる並べ方は,何通りありますか。



[解説]
(1)
まずはやってみて、問題をつかめと言うことです。
(ア)
[1][0][1][0][1][0][1]→
[1][1][0][1][0][1][0]→
[1][1][1][0][1][0][0]→
[1][1][1][1][0][0][0]で3回
(イ)
[1][0][0][1][1][0][1]→
[1][0][1][0][1][1][0]→
[1][1][0][1][0][1][0]→
[1][1][1][0][1][0][0]→
[1][1][1][1][0][0][0]で4回

こうやって見ると0を空き,1を球と考えて球は左に移動していき,左が空いていれば移動できる,空いてなければ移動できないと解釈できます。
ここから簡単に[0]を○,[1]を●と書きます。

一番右の●が左にある●にぶつかると移動するのに回数が増えるので右の方の並べ方で回数が決まることになります。
一番左は●なので残り2つの●の位置を考えればよくなります。

(A)
…●●●は

…●●●→
…○●●→
…●○●

で以下毎回,一番右の●は移動できるので毎回移動した場合より+2回多くなります。
これは●の場所が全て決まるので1通りです。
この場合をAとします。

(B)
…○●●は

…○●●→
…●○●

で以下毎回,一番右の●は移動するので+1回
これは残り●1つを((カードの総数)-4)の場所から選べばよいので((カードの総数)-4)通り
この場合をBとします。

(C)
…●●○●は

…●●○●→
…○●●○→
…●○●●

で以下毎回,一番右にあった●は移動するので+1回
これも●の場所が全て決まるので1通り
この場合をCとします。

他の並びは全て毎回一番右の●が移動します。

(2)
全部で並べ方は,両端以外の5つの場所から●になるところを2つ選んで
(5×4)/(2×1)=10通り
10-(Aの場合)-(Bの場合)-(Cの場合)=10-1-(7-4)-1=5通り

(3)
+1回になるには
(Bの場合)+(Cの場合)=(7-4)+1=4通り

(4)
全部で並べ方は両端以外の8つの場所から●になるところを2つ選んで
(8×7)/(2×1)=28通り
一番右の●が毎回移動すればよいので
28-(Aの場合)ー(Bの場合)-(Cの場合)=28-1-(10-4)-1=20通り

テーマ:中学受験
ジャンル:学校・教育

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