TMO2004解答

1

 答:156

 1回目の注文と2回目の注文で100個の箱を頼んだ数が等しかったとします。このとき、差が54個であることから、1回目の注文で頼んだ10個入りの箱と、1個入りの箱の数は、(6,0)、(7,1)、(8,2)、(9,3)のどれかです。
 しかも、1回目の注文で届いた個数は欲しかった個数の4倍より9少ないので奇数です。よって(7,1)か(9,3)のどちらかです。
 (9,3)だとすると、欲しかった個数の4倍の下二桁が02となり4の倍数でなく矛盾。(7,1)だとすると、欲しかった個数の4倍の下二桁が80となり5の倍数なので、欲しかった個数も5の倍数。よって1個入りの箱を5個買う予定だったことになります。(0個買うということはないから)
 ということは、1回目の注文で、100個入りの箱を5個、10個入りの箱を7個、1個入りの箱を1個頼んだことになるので、欲しかった個数は145個。これは矛盾です。
 よって、1回目の注文と2回目の注文で100個の箱を頼んだ数は違うことになります。
 2回目の注文で頼んだ100個の箱の個数をaとすると、1回目の注文で頼んだ100個の箱の個数はa+1。また、欲しかったリンゴの個数の100の位をbとします。b<a<a+1なので、1回目の注文で頼んだ10個の箱の個数はbで1個の箱の個数は1。(逆だとすると、2回目の注文との差が90個以上になってしまう)2回目の注文で頼んだ10個の箱の個数はa+1、1個の箱の個数はb
 条件より、
 {100×(a+1)+10×b+a}−{100×a+10×(a+1)+b}=90+9×b−9×a=9×(10+b−a)=54
 a−b=4
 よって、1回目に注文したリンゴの個数として考えられるのは504、615、726、837、948の5通りです。しかしこれは注文したかった個数の4倍引く9なので、615しか考えられません。
 よって、S君が食べたかったリンゴの個数は(615+9)/4=156となります。

2

 答:15cm

まず、BD:DC=150:90=5:3です。
DをとおりABに平行な直線を引いて、ACとの交点をEとすると、△CAB:△CED=64:9なので、△CED=135/4cm^2、△AED=225/4cm^2となります。
∠ADE=∠DAB=75°、∠EAD=30°なので△AEDは角が30°,75°,75°の二等辺三角形です。
AD,AEの長さを□cmとすると、∠EAD=30°なので底辺AEに対する△ADEの高さは□÷2(cm)です。
よって□×(□÷2)÷2=225/4となります。つまり□×□=225で、□=15です。

※平行線を別の場所に引いてもそれなりに解けます。

〜別解〜
△ABDをABで折り返して△ABD'にすると、D'ACが一直線になります。
BC:DC=8:3、△D'BC:△ADC=390:90=13:3なので、D'C:AC=13:8、つまりDA:AC=D'A:AC=5:8になります。
よって、ADの長さを□cmとすると、AC=□×8/5(cm)なので底辺ADに対する△ADCの高さは□×8/5÷2(cm)です。
□×(□×8/5÷2)÷2=90
□×□=225
□=15

3

 答:60

 次の数が必ず前の数の倍数になっていることに気付くのが第一歩です。
 2は1,2の最小公倍数
 6は1,2,3の最小公倍数
 12は1,2,3,4の最小公倍数
 60は1,2,3,4,5の最小公倍数
 というようにn番目の数は1からnまでの最小公倍数なのです!
 つまり□は1,2,3,4,5,6の最小公倍数になるので□=60です。

4

 答:19

 とりあえず差を取ってみると、
 2,3,3,5、?、?、3,5
 最初だけ偶数ですね。最初だけ偶数である数列で代表的なものといえば?
 そう、素数です。素数の列を問題の列の下に書いてみましょう。何か見えてきませんか?
 3=2+1、5=3+2、8=5+3、11=7+4、16=11+5、24=17+7、27=19+8、32=23+9
 第n項はn番目の素数+nとなっていたのです!
 よって答えは、□=13+6=19です。

5

 答:正三角形の方が1cm^2大きい

 一辺1の正方形の対角線の長さをaとします。1辺1の正方形の面積はa×a÷2=1なので、a×a=2です。
 点Aがどのような軌道を描くかを図に書くと次のようになるので、「Aの軌跡と円周で囲まれた図形のうち小さい方」の面積は、
 (1辺1の正六角形)−(半径1、中心角30°の扇形)×2−(半径a、中心角30°の扇形)−(直角をはさむ辺が両方1の直角二等辺三角形)×2+(半径1、中心角120°の扇形)−(辺の長さが1で内角が60°、120°なひし形)
 となります。
 (1辺1の正六角形)=(1辺1の正三角形)×6
 (辺の長さが1で内角が60°、120°なひし形)=(1辺1の正三角形)×2
 であることを使うと、求めたい面積は、
 (1辺1の正三角形)×4−1×1×3.14×30/360×2−a×a×3.14×30/360−1×1×1/2×2+1×1×3.14×120/360
 =(1辺1の正三角形)×4−1
 (1辺2の正三角形)=(1辺1の正三角形)×4
 でなるので、正三角形のほうが1cm^2大きいです。

TMO2004 No.5

6

 答:120

 x×y=(x+5)×(y−12)=(x+10)×(y−16)を解けばOKです。
 左辺=中辺より、x×y=x×y+5×y−12×x−60
 よって、5×y−12×x=60  ―――(i)
 左辺=右辺より、x×y=x×y+10×y−16×x−160
 よって、10×y−16×x=160 ―――(ii)
 (i)を2倍して、10×y−35×x=120
 これと(ii)をあわせると、8×x=40、つまりx=5が分かります。(i)にx=5を代入すれば、y=24も分かります。
 よって答えは5×24=120。

 ※x、yという文字の置き方がよく分からないという小学生は、○、□に置き換えると多分分かるでしょう。

7

 答えは言う必要はないでしょう。大衆賞を投票してくれた方々、どうも有難うございました。今年は特別参加団体部門でジャグラー、生物部、音楽部、化学部に次ぐ5位というなかなかの好成績でした。

8

 答:9/13m

 さて、跳ね返りといえば図の折り返しです。縦方向に3:1の比で跳ね返るので、「反射前の図形を、面に垂直な方向に1/3に縮めて折り返す」か「反射後の図形を、面に垂直な方向に3倍に伸ばして折り返す」かすれば反射前と反射後の球の軌跡が一直線になります。
 △ABCをABで1/3に縮めて折り返して△ABC'を作ります。
 △ABCをACで3倍に伸ばして折り返して△AB'Cを作ります。
 △CBB'をCBで3倍に伸ばして折り返して△CBB''を作ります。
 すると球の軌跡は直線C'B''となります。
 このときCB:B'B=2:(1+3)=1:2=AB:CB、∠B'BC=∠CBAなので△ABCと△CBB'は相似で∠B'CB=90°なので、B'CB''は一直線になります。また同様に∠C'BC=90°なので、B'CB''とC'Bは平行です。
 B'C:BC'=B'A:AB=3:1、B'C:CB''=3:1なので、B'B'':C'B=12:1です。
 DはC'B''とB'Bの交点なので、DB=4×1/(1+12)(m)=4/13(m)、AD=9/13mです。

TMO2004answer No.8

9

 答:リンゴ27個、ミカン68個、カキ25個

 リンゴをX個、ミカンをY個、カキをZ個買ったとします。すると条件より、
 X+Y+Z=120  ―――(i)
 2X/3+3Y/4+4Z/5=89 ―――(ii)
 となります。
 (i)を45倍すると、45X+45Y+45Z=5400
 (ii)を60倍すると、40X+45Y+48Z=5340
 (45X+45Y+45Z)−(40X+45Y+48Z)=5X−3Z=5400−5340=60
 となり、5X−3Z=60がわかります。このXとZの組として考えられるものを考えてみましょう。
 まず、XとZはともに奇数か、ともに偶数です(60は偶数なので)。しかしともに偶数だと互いに素の条件に反するので、XとZはともに奇数だとわかります。
 そこでともに奇数であるようなXとZの組をすべて書き出すと、
 X=15,Z=5
 X=21,Z=15
 X=27,Z=25
   ………
 となります。これ以降はXよりZのほうが大きくなり、条件に反するので考えなくて結構です。
 このうち上2つはXとZがともに3の倍数であり、互いの素の条件に反します。
 逆にX=27,Z=25とするとき、Y=68であり、これは条件を満たします。よってリンゴは25個、ミカンは68個、カキは25個です。

 ※実は、リンゴよりカキの方が多く食べられたという条件は必要ないようです

10

 答:1010cm^2

 △DEF=△ABC+△ABF+△BCD+△CAE-△AEF-△BFD-△CDEです。
 また、よく見るとわかるのですが
 △GHI=△ABC-△ABI-△BCG-△CAH+△AHI+△BIG+△CGHです。
 ここで△ABFと△ABIなどの組は明らかに面積が等しく、また、△AEFと△AHIなどは、二辺が等しく、それらに挟まれた角の和が180°なので、等しい辺を一組張り合わせて図のように考えると、面積が等しいことが分かります。
 よって、上のほうの2つの式の両辺をそれぞれ足すと、△DEF+△GHI=2×△ABCとなります。
 △DEFと△GHIがそれぞれ2004cm^2、16cm^2だったので、△ABC=1010cm2となります。

 ※G,H,Iの位置が微妙にずれて△GHIが裏返る(G,H,Iがこの順に時計回りになる)と、2番目の式が-△GHI=・・・となるので答が994cmになります。図だと微妙にどっちか判断しづらいのはご愛嬌。

TMO2004answer No.10

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MATHIC(筑駒中高数学科学研究会)
Last Update - 04/12/16
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