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12月3日/ハイレベル問題
【ギブアップ用解説】
(1)
車が時速60kmの一定の速さで進んでいるので、信号が赤になることはありません。
よって、15÷60= 1
1px_999.gif
4
(時間)かかります。
つまり、 1
1px_999.gif
4
×60=15(分)かかるので、
答えは、15分。

(2)
時速80kmで走っているので、それぞれの信号機の手前200mに車が来ると、次の信号機は赤に変わります。
信号機が赤に変わってから、黄色の点滅に戻るまでの時間は30秒。
信号機が赤になってから、車が信号機の前に来るまでの時間は0.2÷80×60×60=9(秒)。
よって、車がそれぞれの信号で止まっている時間は30−9=21(秒)となります。
信号機は全部で14個あるので、車が信号で止まる時間の合計は21×14=294(秒)=4(分)54(秒)。
また、赤信号で車が止まらなければ、
15÷80×60=11 1
1px_999.gif
4
(分)=11(分)15(秒)で車は家から駅まで着きます。
よって、答えは11(分)15(秒)+4(分)54(秒)=16(分)9(秒)。
16分9秒です。

(3)
ZがX君の車を追い越したあと、次の信号でZが止まっている間にX君の車がZに追いつきます。
その後、ある信号を出発して次の信号を出発するまでにZがかかる時間は(2)より、信号で21秒止まるので、1÷80×60+21=66(秒)。
また、ある信号から次の信号まで行くのにX君の車がかかる時間は1÷60×60=60(秒)。
よって、X君の車も信号で止まることになるので、ZがX君の車を追い越してからは、交差点に来るたびに2台の車は止まり、その交差点を同時に出発することになります。
X君の車も信号で止まるので、Z同様に、X君の車がある信号を出発して次の信号を出発するまでにかかる時間は66秒となり、ある信号から次の信号までの1区間につき(1)のときよりも、66−60=6(秒)多くかかることになります。
また、X君の車はZに交差点以外の場所で追い越されるので、追い越された区間ではX君の車が信号で止まる時間は6秒よりも長くなります。
そのために、X君の車が6秒の遅れをくり返すのは、多くても8区間となります。
●8区間くり返したとき、追い越された地点から、次の交差点までで、12秒遅れたことになります。
このときの様子を、Zが交差点から時速80kmで走ったものとしてダイヤグラムに表すと、下図のようになります。

1.gif

網目の三角形どうしが相似で、相似比が6:9=2:3であることから、AC間の距離は、
1×2
1px_999.gif
6+3
=0.4(km)
とわかります。8区間のくり返しがあることから、Bから駅までの距離は9kmです。
よって、家からCまでの距離は、
15-(9+1)+0.4=5.4(km)
●7区間くり返したとき、追い越された地点から、次の交差点までで、18秒遅れたことになります。
上と同じようにダイヤグラムを書くと下図のようになるので、追い越された地点Dは、センサーがある地点だとわかります。

2.gif

これは、家から
15-(7+1+1)+0.8=6.8(km)の地点です。
くり返しが6区間以下のときは、追い越された地点から次の交差点までで24秒以上遅れたことになりますが、交差点以外の場所で追い越されるので、X君の車が追い越された地点から次の交差点までで遅れる時間は21秒よりも短いことになり、このようなことはありません。
よって、答えは5.4kmと6.8km。

学習のポイント
今回の問題は、まず状況をよく理解することから始まります。
状況をダイヤグラムなどの図に書いて整理すると分かりやすいでしょう。
そして、ポイントの一つは周期を発見することです。
例えば(2)では、一つの信号で止まるのを一回の周期とすること、(3)では、一区間を一周期とすることが計算する上で重要となります。
また、(3)のポイントとして、何回の周期があり得るのか場合分けして計算することがあります。
場合分け出来る様になると、算数の力は確実なものとなるので、得意な人はしっかりと出来る様にしましょう!。

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