このページは中学1年「規則性」の無料プリント(5)の解説です。鹿児島県の入試改題——黒いタイルを白いタイルで囲む問題。「囲む枚数」と「外周の長さ」を両方 n の式で表します。図形の規則性の総合問題です。
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下のリンクから PDF が開きます。図があるので、印刷して手を動かすのがいちばん定着します。
問題・解答を画像で見る
ページを移動せずに確認できます。印刷用PDFは各画像下のリンクから開けます。
規則性を解く4ステップ(全問これだけ)
①番号と個数を表にする → ②差を取る → ③差が一定なら「差×n+調整」→ ④n=1 で検算
1表を作る。1番目・2番目・3番目…の値を実際に数えて書き出す。図を見ながらでよい。
2差を取る。隣どうしの差が一定(等差)かを確かめる。
3差が d で一定なら、答えは dn + 調整の数。調整は「n=1 のとき合うように」決める。
4必ず n=1 と n=3 で検算。2点だけ合っても偶然のことがある。
なぜ「差×n」なのか
1番進むごとに d ずつ増えるなら、n 番目までに (n−1) 回増えています。だから「初項 + d(n−1)」=「dn + (初項−d)」。dn の形に必ずなる——だから差を取ることから始めます。
囲むタイルの数え方(2つの道)
この型は2通りの解き方があります。どちらでも解けますが、両方できると相互に検算になります。
道1:差を取る。与えられた値(黒1枚→白20枚、黒2枚→白34枚)から差は14。よって 14n + 調整。n=1 で 20 になるには調整 = 6 なので 14n + 6。
道2:面積で引く。「外側の長方形 − 黒の長方形」で求める。
白の枚数 =(外側の面積)−(黒の面積)
2つの道が食い違ったら
図の読み方を疑ってください。「囲む」が1cm幅なのか、黒タイルの間にすき間があるのか、斜めの角を埋めるのか——設定が1つ違うだけで式が変わります。与えられた数値(20枚・34枚)に自分の式が合うかを最初に照合するのが、この型の正しい進め方です。
規則性の問題では、式を作る前に1番目・2番目を自分の手で数えることが決定的に重要です。差だけで機械的に式を作ると、図が想定と違ったときに気づけません。
つまずくのはここ
つまずき1|図を見ずに公式化する
「囲む」の意味(斜めの角も埋めるか、1cm幅か)で答えが変わります。問題文の与えた数値(20枚・34枚)に自分の式が合うかを最初に照合します。
つまずき2|周の長さと枚数を混同する
枚数は面積、周の長さは長さ。単位が違います(枚 と cm)。同じ図形でも別々に式を立てる必要があります。
つまずき3|差が一定でないのに 1次式にする
差を2回取っても一定にならない場合は、中1の範囲では扱いません。差が一定かどうかを必ず確認してから式を立てます。
数強塾オリジナルの練習問題
プリントと同じ技能構成で、設定を独自に設計した問題です。
標準練習1
1辺 3cm の黒い正方形を横一列に n 枚すきまなく並べ、その周りを幅 1cm の白い枠で囲む。
(1)n = 1 のとき、白い部分の面積を求めなさい。
(2)n 枚のときの白い部分の面積を n の式で表しなさい。
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解答
(1)黒は 3×3 = 9cm²。外側は (3+2)×(3+2) = 5×5 = 25cm²。
白 = 25 − 9 = 16cm²
(2)黒 n 枚を横に並べると 3n × 3。外側は (3n+2) × 5。
白 = (3n + 2)×5 − 3n×3 = 15n + 10 − 9n = 6n + 10(cm²)
検算:n=1 → 16 ○((1)と一致) n=2 → 22。実際に:外 8×5 = 40、黒 6×3 = 18、40 − 18 = 22 ○
標準練習2
(練習1と同じ設定で)白い枠を含めた図形全体の外側の周の長さを n の式で表しなさい。
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解答
外側の長方形は縦 5cm・横 (3n + 2) cm。
周 = 2{5 + (3n + 2)} = 2(3n + 7) = 6n + 14(cm)
検算:n=1 → 20。実際は 5×5 の正方形なので周 20 ○
n=2 → 26。8×5 の長方形の周は 2(8+5) = 26 ○
面積は 6n+10、周は 6n+14——同じ図形でも別の式です。単位(cm² と cm)を書くことで、自分でも取り違えを防げます。
応用練習3
(練習1の設定で)白い部分の面積が 100cm² になるのは、黒いタイルが何枚のときか求めなさい。
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解答
6n + 10 = 100 → 6n = 90 → n = 15枚
検算:外側 (45+2)×5 = 47×5 = 235、黒 45×3 = 135。235 − 135 = 100 ○
式さえ正しければ、逆算はすべて方程式に落ちます。規則性の問題が「難しい」と感じるのは式を立てるまでで、そこから先は中1の方程式の計算です。
定着チェック
いまの理解段階を自分で選んでみてください。
- 未習——用語の意味がまだ言えない。
- 用語理解——定義は言えるが、手が止まる。
- 典型を解ける——同じ形なら解ける。
- 初見へ転用——形が変わっても方針を立てられる。
- 入試水準——制限時間内に、根拠を書いて解ける。
この先の学習経路
- 文字と式 計算17(規則性の入口)——文字式で一般化する練習に戻る。
- 中1 比例と反比例の解法パターン——n の式は関数の考え方につながる。
- 中1数学の要点辞典——中1全範囲の要点。
- 数列 学習ロードマップ——規則性が高校の数列にどうつながるかの地図。
数強塾について
数強塾は、数学が苦手な中高生を対象にしたオンライン数学専門塾です。プロ講師が完全1対1で担当し、指導システムと料金を公開しています。実際の成績推移は指導事例、通っている生徒の声は評判・口コミにまとめています。
ここまで読んでも「どの前提に戻ればよいか決められない」「解説は追えるのに自分では方針が立たない」という場合、足りないのは演習量ではなく学習経路の整理かもしれません。数強塾では現在地と目標から逆算して、次に取り組む内容を講師が一緒に決めます。
要点辞典この単元の公式・定石・つまずきやすい所は 中1数学の要点辞典:比例と反比例 にまとめてあります。


