次の問に答えなさい。
[問題1]座標平面上の2点,A(-3,-4),B(5,2)の中点の座標を求めなさい。
[問題2]ある晴れた日に、木の影の長さをはかると130cmあり、身長152cmのA君の影の長さをはかると38cmありました。このとき、木の高さは何mですか?
[問題3]右図において,ℓ∥m のとき,∠x の大きさは何度ですか?
[問題4]ある野球チームの打者が16打席目にヒットを打ったところ、15打席終了時点より打率が3分7厘5毛(0.0375)上がりました。このとき、この打者の16打席終了時点の打率は何割何分何厘何毛ですか。ただし,打率の計算は(ヒット数)÷(打席数)とします。
[問題5]下図のように、AB=3cm、BC=4cmの長方形ABCDを直線ℓ 上を滑ることなく転がして1回転させ、長方形A′B′C′D′の位置まで移動させます。このとき、頂点Aが移動した距離の合計は何cmですか?
解答と解説
試験問題1の解答:
2点の座標の中点、いわゆる2点の中間にある座標を求めるのですが、これは難しく考える必要は無い。2点のX座標どうしを足して2で割った値が中点のX座標となる。同様に2点のY座標どうしを足して2で割った値が中点のY座標となる。
2点,A(-3,-4),B(5,2)より、
中点のX座標は、(-3+5)÷2 = 1
中点のY座標は、(-4+2)÷2 = -1
よって、求める中点の座標は、(1, -1)となる。
解答:(1, -1)
試験問題2の解答:
身長152cmのA君の影の長さが38cmなので、影の長さ38cmを身長の152cmで割ると、身長1cmあたりの影の長さが求まります。
38÷152=0.25cm
よって、高さ1cmあたり0.25cmの影ができることになる。130cmの影ができるには、
130÷0.25=520cm
520cm(130cmは、0.25cmの520倍ということ)の高さが必要になることが分かる。求められているのは、何mか?なので、求める解答は、5.2mとなる。
解答:5.2m
試験問題3の解答:
向かい合う角は等しいので、●の角度は等しくなります。更に、直線ℓとmが平行する場合、●の角度も等しくなる。
また、直線ℓの上にある●35°と、●76°、Xの角度の合計は180度になる。よって、次の式が成り立つ。
35+76+X=180
X=180-35-76
X=69度
よって、求める解答は、69度
解答:69度
試験問題4の解答:
求める16打席目の終了時点の打率をNとします。
16打席目の終了時点で打ったヒット数をHとします。
このNとHを利用し、15打席目終了時点と、16打席目終了時点を式になおします。
15打席目終了時点
設問の内容より、下記のことがわかります。
ヒット数:H-1
打席数:15
打率:N-0.0375
打率=(ヒット数)÷(打席数)より、
N-0.0375 = (H-1) ÷ 15 ・・・(1)
16打席目終了時点
ヒット数:H
打席数:16
打率:N
打率=(ヒット数)÷(打席数)より、
N = H ÷ 16
H = 16N ・・・(2)
この式(2)を式(1)に代入し、計算すると求めたい打率Nを出すことができる。
N-0.0375 = (16N-1) ÷ 15
(N-0.0375) x 15 = 16N-1
15N-0.5625 = 16N-1
N = 1-0.5625 = 0.4375
よって、求める16打席目の終了時点の打率は、4割3分7厘5毛となる。
解答:4割3分7厘5毛
試験問題5の解答:
下図のように最初の1回転目に着目してみてみます。
頂点Aは、最初の1回転目で頂点Cを中心とした円の弧に沿って回転したことがわかります。また、●の∠ACBと∠A´CDは、同じ場所なので同じ角度だと分かります。更に●と●の角度を足すと90度になるので、頂点Aが頂点A´まで移動した角度は90度となる。
よって、頂点Cを中心とした円の円周の長さを4分の1したものが、最初の1回転で頂点Aが移動した距離となる。円周を求める公式は、下記の通り。
円周 = 直径 x Π
しかし、現時点で円の直径が分かっていない。ACは円の半径なのでACの長さが分かれば、円の直径も分かる。ここで利用するのが、三平方の定理の公式です。
三平方の定理とは、下図の様な直角三角形の各辺の長さは、次の式で表すことができます。
a² + b² = c²
この三平方の定理より、次の式が成り立つ。
半径AC² = 3² + 4²
この式を解くと、半径ACが出てきます。
半径AC² = 3² + 4² = 9 + 16 = 25
半径AC = 5cm
よって、円の直径は、5cmx2cm=10cmだと分かる。円の円周の長さは
円の円周 = 10Π
であり、この4分の1が移動した距離なので、
頂点Aが移動した距離 = 10Π ÷ 4 = 2.5Π ・・・(1)
となる。これが1回転目で移動した距離になる。次に2回転目に着目して見てみます。2回転目は、下図の様に頂点A´から頂点A´´まで、半径4cmの円の円周を移動したことが分かります。よって、移動した距離は、
円の円周 = 4 x 2 x Π = 8Π
頂点A´の移動距離 = 8Π ÷ 4 = 2Π ・・・(2)
次に3回転目だが、3回転目は頂点Aは円の中心になるため、移動距離は0。最後の4回転目は、下図の様に半径3cmの円周上を動くことが分かります。
円の円周 = 3 x 2 x Π = 6Π
頂点A´´の移動距離 = 6Π ÷ 4 = 1.5Π ・・・(3)
よって、求めたい頂点Aの総移動距離は、(1)(2)(3)の合計となる。
2.5Π + 2Π + 1.5Π = 6Π
解答:6Π
A:520cm(130cmは、0.25cmの520倍ということ)の高さが必要になることが分かる。求められているのは、何mか?なので、求める解答は、0.52mとなる。
520cmは、5.2mですので、この回答は間違えています。
でん様
コメントありがとうございます。
修正させて頂きました。