このページは中学1年「規則性」の無料プリント(14)の解説です。正三角形のタイルを三角形状に並べる問題。上向きと下向きのタイルが混じるため、向きで分けて数えるという新しい視点が必要になります。
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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。
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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。
三角形に並べたタイルの総数
上向き4個・下向き3個で計7個。1辺4個の大三角形は 4² = 16個になる
1辺が n 個の大きな正三角形を、小さな正三角形で敷き詰めると——
| n 番目 | 1 | 2 | 3 | 4 |
|---|---|---|---|---|
| 総数 | 1 | 4 | 9 | 16 |
総数は n² です。差は 3, 5, 7 と一定でないので平方数を疑う——規則性6で学んだ判断がそのまま効きます。
上向きと下向きに分ける
n 番目の図形のうち、上向きの小三角形は 1+2+3+…+n 個、下向きは 1+2+…+(n−1) 個です。
上向き = n(n+1)/2 下向き = n(n−1)/2 合計 = n²
なぜ合計が n² になるか
n(n+1)/2 + n(n−1)/2 = n(n+1) + n(n−1)/2 = n(2n)/2 = n²。2つの三角数を足すと平方数になる——図でも式でも確かめられる美しい関係です。
つまずくのはここ
つまずき1|下向きのタイルを数え忘れる
2番目の図形は上向き3個・下向き1個で計4個。下向きは1段目には存在しないので、上向きより1段少なくなります。
つまずき2|差が一定でないのに 1次式にする
1, 4, 9, 16 の差は 3, 5, 7。差が一定でないので dn + c の形にはなりません。平方数を疑うのが正解です。
つまずき3|4番目まで数えずに一般化する
1, 4, 9 の3点だけでは断定できません。4番目(16)まで確認してから n² と結論づけます。
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。
基礎練習1
小さな正三角形を並べて、1辺が n 個の大きな正三角形を作る。
(1)n = 5 のとき、小さな正三角形は全部で何個か。
(2)n 番目の総数を n の式で表しなさい。
(3)総数が 144個 になるのは n がいくつのときか。
解答・解説を見る
解答
表:1, 4, 9, 16。差 3, 5, 7 で一定でない → 平方数。
(1)5² = 25個
(2)n²(個) 検算:n=1→1 ○ n=4→16 ○
(3)n² = 144 → n = 12(n は正なので12のみ)
標準練習2
(同じ設定で)n = 6 のとき、上向きの小三角形と下向きの小三角形はそれぞれ何個か求めなさい。
解答・解説を見る
解答
上向き:1+2+3+4+5+6 = 6×7/2 = 21個
下向き:1+2+3+4+5 = 5×6/2 = 15個
検算:21 + 15 = 36 = 6² ○
合計が n² と一致することで、両方の数え方が正しいと確認できます。
応用練習3
(同じ設定で)上向きの小三角形が下向きより 10個多いのは n がいくつのときか求めなさい。
解答・解説を見る
解答
差 = n(n+1)/2 − n(n−1)/2 = n(n+1) − n(n−1)/2 = 2n/2 = n
つまり上向きと下向きの差は、いつも n。
n = 10
検算:n=10 のとき上向き 10×11/2 = 55、下向き 10×9/2 = 45。差 10 ○
差を先に式にすると一気に簡単になります。2つの量を比べる問題は「引いてから解く」——規則性12でも使った手です。
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。


