東久留米 学習塾 塾長ブログ

東京都東久留米市滝山の個別指導型学習塾 塾長白井精一郎のブログ

図形問題(39)

2019-11-30 10:18:30 | 数学・算数の話
こんにちは。東久留米市の学習塾塾長です。

今回は、図形問題です。

問題は、
「下図のように、AB>AC の △ABC が円に内接している。


▲問題図

Aを通る接線とBCの延長の交点をPとし、∠BACの二等分線とBCとの交点をQとする。
AP=10、CP=6のとき、BQの長さを求めよ。」
です。

前回の図形問題(図形問題(38))は、相似、三平方の定理、方べきの定理のコンビネーションでしたが、今回は、方べきの定理、接弦定理、相似、角の二等分線定理あたりになりそうです。

まず方べきの定理から

が成り立ち、これに、PC=6、PA=10 を代入し整理すると、

です。

このとき、BC=PB-PCから、図1のように、

になります。


次に △ABPと△CAPに注目すると、接弦定理から ∠ABP=∠CAP、∠Pは共通なので、△ABP∽△CAPになり、したがって、図2のように、

になります。


▲図2.AB:AC=5:3 です

すると図3のように、角の二等分線定理から
BQ:CQ=AB:AC=5:3
です。


▲図3.BQ:CQ=5:3 です

したがって、

で、これが答えです。


簡単な問題です。

able のはなし

2019-11-29 10:58:32 | 英語の話
こんにちは。東久留米市の学習塾塾長です。

中3の英語教科書に、
In these events, we were able to see Brazilians’ love for sports and soccer in particular.
(これらのイベントで、私たちは、ブラジルの人たちの、特にスポーツやサッカーへの愛情を知ることができました)
という文があります。

この able形容詞 で、上記の文のように、 be able to という 成句 で頻繁にお目にかかりますが、名詞に直接つけて用いる 限定用法 で使うこともできて、例えば、 オックスフォード現代英英辞典 には、
 
 He was a very able man in business matters.
(彼は仕事ではとても有能な男だった)

 She’s the ablest students in the class.
(彼女はクラスで一番の学生です)

という用例が挙げてあります。

また コンパスローズ英和辞典 は、 able を 「多才で幅広く、将来性を含めた有能さ」 を表わすとし、 able students を「有能で将来性のある生徒たち」としています。

これに対して、 capable は 「実際的で、ある特定の仕事に対する訓練された有能さ」 を意味し、 capable lawyers を 「有能な弁護士」 としています。


頭に入れておくと役に立つこともあるかもしれません。

整数問題(42)

2019-11-28 11:13:15 | 数学・算数の話
こんにちは。東久留米市の学習塾塾長です。

今回は、整数問題です。

問題は、
「正の整数Nは、
 
を満たしている。

このとき、Nを7で割ったときの余りを求めよ。」
です。

与えられた式の両辺に13!を掛けると、

になり、この右辺の

以外の項は7で割り切れるので、Nを7で割ったときの余りは

を7で割ったときの余りに等しくなります。

そこで、

を7で割ったときの余りを計算しましょう。

ここから、
 (整数の積をある整数A(ここでは7)で割ったときの余り)
=(それぞれの因数をAで割ったときの余りの積をAで割ったときの余り)
になることを利用して(★)を変形していきます。


です。

これから各因数の余りの積をつくり、それを変形すると、

になり、もう一度各因数の余りの積をつくり、それを計算すると、

です。

以上から、(★)を7で割ったときの余りは 1 になります。

したがって、Nを7で割ったときの余りは で、これが答えです。


負数の余りや合同式・ウィルソンの定理を使えばより簡潔になります。

pen のはなし

2019-11-27 11:02:41 | 英語の話
こんにちは。東久留米市の学習塾塾長です。

中1の英語教科書に、
I have three pens, five pencils and two erasers.
(ペン3本に鉛筆5本、それと消しゴム2個だよ)
という文があります。

この penロングマン英英辞典 で引いてみると、 in pen という 慣用句 が載っていて、用例として、
 Please fill out the form in pen
(その申込み用紙にペンで記入してください)
を挙げています。

また ウィズダム英和辞典 には、
write in pen = write with a pen(ペンで書く)
と説明していて、これは pencil(鉛筆)でも同じということです。

そこで Google Books Ngram Viewer で、これらの 使用頻度 を調べてみたところ、
in pen : with a pen = 1 : 28
in pencil : with a pencil = 1.4 : 1
でした。

pen では with a pen圧倒的に優勢 ですが、それと反対に pencil では in pencil若干多く なっています。

頭に入れておくと役に立つこともあるかもしれません。

組合せの問題(6)

2019-11-26 11:34:52 | 数学・算数の話
こんにちは。東久留米市の学習塾塾長です。

今回は、1992年AIMEの組合せの問題です。

問題は、
「1000以上2000以下の連続する2つの整数の組で、足し算したときに繰り上がりの起こらない組はいくつか。」
です。

各桁の数が4以下であれば繰り上がりは起きませんが、そのほかに 1009と1010 のような繰り上がりが起こらない組があることに気を付けましょう。

1000以上2000以下の連続する2つの整数 n と n+1 を十進法表記で、
 n =1abc 
n+1=1a’b’c’ (a’、b’、c’のいずれかが0でないとき)
   =2000 (a’=b’=c’=0 のとき)
とします。

このとき、a、b、c、a’、b’、c’ は0以上9以下の整数で、
(1)c≠9 のとき
   c’=c+1、b’=b、a’=a

(2)c=9、b≠9のとき
   c’=0、b’=b+1、a’=a

(3)c=b=9、a≠9 のとき
   c’=b’=0、a’=a+1

(4)c=b=a=9 のとき
   c’=b’=a’=0
になります。

ここから、(1)(2)(3)(4)のそれぞれの場合について、繰り上がりの起こらない場合の数を勘定していきます。

(1)の場合
繰り上がりが起こらない条件は、
c+c’,b+b’,a+a’≦9
で、これらに c’=c+1、b’=b、a’=a を代入すると、
2c+1≦9 → c≦4 → 0≦c≦4
 2b ≦9 → b≦4 → 0≦b≦4
 2a ≦9 → a≦4 → 0≦a≦4
になります。

したがって、繰り上がりの起こらない場合の数は、

です。

(2)の場合
繰り上がりが起こらない条件は、
b+b’,a+a’≦9
で、これらに b’=b+1、a’=a を代入すると、
2b+1≦9 → b≦4 → 0≦b≦4
 2a ≦9 → a≦4 → 0≦a≦4
になります。

したがって、繰り上がりの起こらない場合の数は、

です。

(3)の場合
繰り上がりが起こらない条件は、
a+a’≦9
で、これに a’=a+1 を代入すると、
2a+1≦9 → a≦4 → 0≦a≦4
になります。

したがって、繰り上がりの起こらない場合の数は、
5(通り)
です。

(4)の場合
n=1999、n+1=2000 なので、繰り上がりは起こらず、この場合の数は、
1(通り)
です。

以上から、繰り上がりの起こらない組は、125+25+5+1= 156(通り) で、これが答えです。


簡単な問題です。

endangered のはなし

2019-11-25 11:33:35 | 英語の話
こんにちは。東久留米市の学習塾塾長です。

中2の英語教科書に、
I think endangered animals are an important topic.
(絶滅の危機に瀕している動物は重要なテーマだと思います)
という文があります。

この endangeredオックスフォード現代英英辞典 で引いてみると、

(used about groups of animals, plants, etc.)
at risk of no longer existing

〔(動植物のグループなどについて用いられる)もはや存在しない恐れがある〕

と説明しています。

また、「現代アメリカを読み解く」(杉田敏著)の endangered species(絶滅危惧種)についての解説には、

endangered species は絶滅が危惧される野生動物のほかに、 ATMphone booth(公衆電話ボックス)や rotary dial phone(ダイヤル式電話機)などの 「消滅するおそれのあるもの」 という広い意味で使われることもあるとし、

 Payphone are definitely an endangered species.
(公衆電話は間違いなく絶滅危惧種です)

を用例として挙げています。

ちなみに、手元にある英英辞典で調べてみたところ、

〔見出し語(形容詞)として掲載〕
オックスフォード現代英英辞典
ロングマン英英辞典

〔動詞endangerの派生語(形容詞)として掲載〕
コリンズ英英大辞典

〔掲載なし〕
コウビルト英英辞典
WEBSTER’S NEW WORLD COLLEGE DICTIONARY
The AMERICAN HERITAGE dictionary of the English Language  

となっていて、endangered の 形容詞化 は現在進行中といった感じです。


頭に入れておくと役に立つこともあるかもしれません。

数式の問題(9)

2019-11-24 10:08:58 | 数学・算数の話
こんにちは。東久留米市の学習塾塾長です。

今回は、不等式の問題です。

問題は、
「n≧2の整数で、
 
とする。

このとき、
 
が成り立つことを示せ。」
です。

不等式の左辺を変形すると、

になります。

ここで、相加相乗平均の不等式を利用すると、

が成り立ちます。(1≦k、l≦n の整数で k≠l のとき、

なので、1行目の式と2行目の式が等しくなることはありません)

最後に、両辺にnを乗じると、

になり、問題の不等式が成り立つことを示すことができました。

左辺のnをn個の1に分けて、n個の項に分配するところが楽しい問題です。

graduate のはなし

2019-11-23 09:58:05 | 学習塾塾長の日記
こんにちは。東久留米市の学習塾塾長です。

中3の英語教科書に、
I’ll graduate from junior high school in March.
(3月に中学校を卒業します)
という文があります。

この graduate現代英語語法辞典 で引いてみると、 イギリス英語アメリカ英語 との違いについて、

イギリス英語 では、 大学で学位を取得し卒業する ことを意味し、大学以外の学校には leave school、finish/complete the course of などを用いる
 
アメリカ英語 では、 大学以外に小、中、高校および各種の学校を卒業する ことを意味する

とあり、例文として、

 He graduated from Glasgow University in 1990.
(彼は1990年にグラスゴー大学を卒業した)

 Martha graduated from high school two years ago.
(マーサは2年前に高校を卒業した)

 She’s just graduated from the School of Cookery.
(彼女は料理学校を卒業したばかりだ)

を挙げています。

さらに、
卒業した所を示すとき
  イギリス英語 : from、at
  アメリカ英語 : from、(at はまれ)

専攻学科を示すときin
を伴い、例文として、

 She graduated in history at Oxford.
(彼女はオックスフォード大学で歴史を専攻し、卒業した)

 She graduated in English and Drama from Manchester University.
(彼女は英語と演劇を専攻し、マンチェスター大学を卒業した)

を挙げています。


頭に入れておくと役に立つこともあるかもしれません。 

図形問題(38)

2019-11-22 10:58:52 | 数学・算数の話
こんにちは。東久留米市の学習塾塾長です。

今回は、2015年AIMEの図形問題です。

問題は、
「下図のように、半径1の円Pと半径4の円Qが点Aで接している。


▲問題図

また点Bと点Cはそれぞれ円Pと円Qの周上にあり、直線BCは2つの円の共通の接線である。

このとき点Aを通る直線を引き、その直線と円Pとの交点でAでない方の点をD、円Qとの交点でAでない方の点をEとする。

△ABDと△ACEの面積が等しいとき、その面積を求めよ。」
です。

△ABDと△ACEの面積が等しいという条件をどのように使うかが難しそうなところですが、取り敢えず図1のように、直線ABと円Qとの交点でAでない方の点をFとし、さらに点Eと点Fを結んで△AEFを作りましょう。


▲図1.△AEFを作りました

このとき点Aは相似の中心なので、点Fは直線BCと平行な直線lの接点になり、線分CFは円Qの直径になります。

また△ABD∽△AEFで、その相似比が 1:4 から面積比は 1:16 で、このとき△ABDと△ACEの面積が等しいので、△ACEと△AEFの面積比は 16:1 です。

したがって図2のように、

です。


次に図3のように、円Pの中心O1と円Qの中心O2を結び、さらに中心O1から直線CFに垂線を下ろし、その足をGとすると、
12=5
2G=3
から
1G=4
です。


▲図3.O1G=4です

ここまでで、△ACEの面積が計算できそうな雰囲気になってきました。

ここから、相似、三平方の定理、方べきの定理を使って、△ACEの面積計算に必要な線分の長さ求めていきましょう。

図4のように点Aから直線BCに垂線を下ろし、その足をIとすると、△ABI∽△FBCで、その相似比は1:5です。したがって、

です。


▲図4.△ACEの面積計算に必要な線分の長さを求めていきます

また、直線AEと直線CFの交点をH、直線AEと直線BCの交点をKとすると、△KAI∽△KHCから
KI:AI=KC:HC
が成り立ち、これに

を代入して整理すると、

です。

次に、△AIKに三平方の定理を適用すると、

が成り立ち、これに、

を代入して整理すると、

で、AK>0から

です。

次に、円Q、割線KA、接線KCに方べきの定理を適用すると、

が成り立ち、これに、

を代入して整理すると、

で、

です。

ここで図5のように、点Eから直線IKに下ろした垂線の足をLとすると、

で、したがって、

になります。


以上から、求める面積は

で、これが答えです。


計算は煩雑ですが、見通しのよい問題です。

flower と blossom のはなし

2019-11-21 10:34:28 | 英語の話
こんにちは。東久留米市の学習塾塾長です。

中1の英語教科書に、
Look at this flower
(見て、この花)
I saw cherry blossoms in the schoolyard. 
(校庭の桜の花を見ました)
という文があります。

これらの flowerblossom は 「」 を表わしますが、これらの違いについて bloom を含めて、 現代英語語法辞典 に、

flowerblossombloom はいずれも 植物の花 に用いられる

flower は一般に日常よく用いられる語で、 花の種類を問わず総称的 に用いる

blossom果実の花 を表わし、 bloom鑑賞用の花 を指す
  ・リンゴ、オレンジ などの木の花 → blossom
  ・バラ、菊 の花 → bloom

実のなる潅木小さな果実のなる植物、例えば、イチゴ(strawberry)、グズベリー(gooseberry)などの花には flower を用いて、 blossombloom は用いない

と説明しています。


頭に入れておくと役に立つこともあるかもしれません。

整数問題(41)

2019-11-20 11:00:01 | 数学・算数の話
こんにちは。東久留米市の学習塾塾長です。

今回は、整数問題です。

問題は、
「2桁の整数であって、いずれの桁の数も元の数を割り切るものの総和を求めよ。」
です。

2桁の整数Nを
N=10a+b
としましょう。

ここで、a、bはNを割り切るので a,b≠0 から
1≦a,b≦9      (1)
の整数になります。

このとき、Nはaで割り切れることから

は整数になり、したがって、aはbを割り切り、
b=ka         (2)
とすることができます。

ここで、

から、kは、

を満たす整数です。 

さらに、Nはbで割り切れることから

は整数になり、したがって、bは10aを割り切ります。

すると(2)から、kaは10aを割り切ることになり、したがって、kは10を割り切ります。

ここで、10を割り切る正の整数は、1、2、5 なので、k=1、2、5 になります。

ここから、kの値で場合分けしましょう。

k=1 の場合
(2)から a=b で、
N=11、22、33、44、55、66、77、88、99
です。

k=2 の場合
(2)から a=2b で、
N=12、24、36、48
です。

k=5 の場合
(2)から a=5b で、
N=15
です。

以上から、条件を満たすNの総和は、
  11+22+33+44+55+66+77+88+99
 +12+24+36+48
 +15
= 11×(1+2+3+4+5+6+7+8+9)
 +12×(1+2+3+4)
 +15
=11×45+12×10+15
=495+120+15
630
で、これが答えです。


簡単な問題です。

good points のはなし

2019-11-19 10:27:04 | 英語の話
こんにちは。東久留米市の学習塾塾長です。

中2の英語教科書に、
Letters and phone calls are less popular, but the have good points
(手紙や電話は(Eメール)より人気がありませんが、それらにも良いところがあります)
という文があります。

この pointオックスフォード現代英英辞典 で引いてみると、

a particular quality or feature that someone/something has
(人や物が有する注目すべき性質または特徴)

と説明していて、用例として、

Living in Scotland has its good points but the weather is not one of them.
(スコットランドに住むと良いことがあるが天気は別だ)

Tact is not one of her strong points
(気配りは彼女の良いところの一つではない→彼女は気が利かない)

One of the hotel’s plus points(=good feature) is that it is very central.
(そのホテルの良い点はとても地の利がよいことだ)

などを挙げています。

これらの用例にある good pointsstrong pointsplus points はいずれも「長所、良いところ」を意味しますが、これらの 使用頻度Google Books Ngram Viewer で調べてみると、

good~strong~plus~ = 19 : 18 : 1

と、good pointsstrong points は拮抗していて、どちらもよく使われているようです。


頭に入れておくと役に立つこともあるかもしれません。

組合せの問題(5)

2019-11-18 11:05:38 | 数学・算数の話
こんにちは。東久留米市の学習塾塾長です。

今回は、組合せの問題です。

問題は、
「0,1,2,3,4,5,6 の7個の数を一列に並べる。このとき、すべての連続する4個の数の和が3で割りきれるような並べ方は何通りか。」
です。

1,a2,a3,a4,a5,a6,a7
を条件を満たす並べ方とすると、
1+a2+a3+a4=(3の倍数)   (1)
2+a3+a4+a5=(3の倍数)   (2)
3+a4+a5+a6=(3の倍数)   (3)   
4+a5+a6+a7=(3の倍数)   (4)
になります。

ここで(1)+(4)から
 a1+a2+a3+a4+a4+a5+a6+a7
=a1+a2+a3+a4+a5+a6+a7+a4
=(3の倍数)
で、このとき、
+a2+a3+a4+a5+a6+a7
=0+1+2+3+4+5+6
=21
=(3の倍数)
なので、
4=(3の倍数)
です。

すると(1)と(4)から
1+a2+a3=(3の倍数)-a4=(3の倍数)
5+a6+a7=(3の倍数)-a4=(3の倍数)
です。

ここで、0から6までの3で割ったときの余りをまとめると、
数  余り
0 → 0
1 → 1
2 → 2
3 → 0
4 → 1
5 → 2
6 → 0
で、このとき、a4 を3で割ったときの余りは0なので、残りの余りは、0、1、2がそれぞれ2個ずつになり、したがって、(a1,a2,a3) と (a5,a6,a7) のいずれの組も、余り0、1、2の並び替えになります。

一方、(1)-(2)、(2)-(3)、(3)-(4)から、
1-a5=(3の倍数)
2-a6=(3の倍数)
3-a7=(3の倍数)
で、a1、a2、a3、a5、a6、a7 を3で割った余りは、a1 と a5、a2 と a6、a3 と a7 で同じになります。

以上をまとめると、
① a4 は、0、3、6 のいずれか
②(a1,a2.a3)と(a5,a6,a7)の組は3で割った余りが(0,1,2)の並び替え
③ 3で割った余りは、a1 と a5、a2 と a6、a3 と a7 で同じ
になります。

あとは組合せ数を計算してお仕舞いです。

①②③のそれぞれの場合の数は、
① a4 の選び方は3通り
② a4 を除いて残った数を3で割ったときの余りは0、1、2が2個ずつなので、(a1,a2,a3)と(a5,a6,a7)の2組への振り分け方は、2×2×2=8(通り)
③ a1、a2、a3 の数を決めるとa5、a6、a7 の数が決まるので、(a1,a2,a3)、(a5,a6,a7)の並べ方は3×2×1=6(通り)
です。

したがって、条件を満たす並べ方は、3×8×6=144(通り)で、これが答えです。


合同式を利用すると簡潔になります。

helping のはなし

2019-11-17 10:18:45 | 英語の話
こんにちは。東久留米市の学習塾塾長です。

中3の英語教科書に、
another helping
(おかわり)
という言葉があります。

この helpingオックスフォード現代英英辞典 で引いてみると、
an amount of food given to someone at meal
(食事に出される食べ物の量)
とあって、例文として、
Would you like another helping of mashed potatoes?

(マッシュポテトのおかわりはいかがですか)
を挙げています。

さらに、 another の代わりに second helping として「おかわり」を表わすこともできます。

また、 serving は、
an amount of food for one person
(一人分の食べ物の量)
という意味で、
another serving
second serving

も「おかわり」を意味します。

ちなみに、 Oxford Collocations Dictionary for students of English によると、「大盛り、山盛り」は、
generous helping
large helping
heaping helping
(AmE)
などと言うようです。


頭に入れておくと役に立つこともあるかもしれません。

図形問題(37)

2019-11-16 10:38:04 | 数学・算数の話
こんにちは。東久留米市の学習塾塾長です。

今回は、2017年AIMEの図形問題です。

問題は、
「AB=82、AD=42の長方形ABCDにおいて、ADの中点をM、ABを1:2に内分する点をN、直線CMと直線DNの交点をOとする。線分CM上の点をPとし、四角形BCONの面積が直線BPで二等分されるとき、△PCDの面積を求めよ。」
です。

問題の図を描くと図1のようになります。


▲図1.問題の図を描きました

ここは、
 四角形BCONの面積
→△PBCの面積
→底辺をBCとしたときの△PBCの高さ
→底辺をCDとしたときの△PCDの高さ
→△PCDの面積
という段取りで進めればよさそうです。

まず図2のように、点NからADに平行な直線を引き、直線CMとの交点をQとします。


▲図2.直線NQを引きました

このとき、

です。

また、△ODM∽△ONQ(∠DOM=∠NOQ:対頂角、∠ODM=∠ONQ:DM//QNで錯角)で、その相似比は 21:28=3:4 です。

ここで図3のように、ADに垂直で点Oを通る直線TUを引くと、∠TUN=90°で、さらに、
OT:OU=AN-OU:OU
     =28-OU:OU
     =3:4
から、
4×28-4OU=3OU
7OU=4×28
OU=16
です。

したがって、
(△ONQの面積)=NQ×OU÷2=28×16÷2=224
になります。


▲図3.△ONQの面積は224です


また、
(台形BCQNの面積)=(BC+NQ)×BN÷2
           =(42+28)×56÷2
           =1960
です。

ここで、
(四角形BCONの面積)=(△ONQの面積)+(台形BCQNの面積)
            =224+1960
            =2184
で、さらに△PBCの面積は四角形BCONの面積の1/2であることから
(△PBCの面積)=2184÷2
         =1092
になります。

続いて図4のように、点PからBCに下ろした垂線の足をVとすると、
PV=1092÷42×2=52
で、さらに点PからCDに下ろした垂線の足をWとすると、

になり、これでで△PCDの底辺(CD)の長さと高さ(PW)を求めることができました。


▲図4.△PCDの底辺(CD)の長さと高さ(PW)を求めることができました

以上から
(△PCDの面積)=CD×PW÷2
         =84×13÷2
         = 546
で、これが答えです。


簡単な問題です。