中1数学:規則性

中1数学:規則性|19(無料問題・解答PDF)

今日の一問
中心の黒タイル1枚から始め、外側に白・黒・白…と交互に1周ずつ足していく。
(1)4回目が終わったとき、タイルは全部で何枚か。
(2)n 回目のタイルの総数を n の式で表しなさい。
——さて、どこから手をつける?
答えと考え方は、この記事の中で順を追って解説します。

このページは中学1年「規則性」の無料プリント(19)の解説です。鹿児島県の入試問題——黒と白のタイルを交互に外側へ足していく。図形の規則性に、面積と単位換算まで乗った総合問題です。

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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。

中1数学 規則性 19 問題

中1数学 規則性 19 解答

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。

外側に1周足すと1辺は2枚増える

中心の黒1枚 → 白で囲んで3×3 → 黒で囲んで5×5。1辺は 1, 3, 5, … と2ずつ増える

n 回目の正方形は1辺 (2n − 1) 枚、総数は (2n − 1)² 枚です。

新しく足す枚数は「差」で求める

1辺 a 枚の正方形の外側に1周足すと、1辺は (a + 2) 枚になります。

新しく足す枚数 = (a + 2)² − a² = 4a + 4(枚)

展開せずに図で見る

外側の1周は「上下に (a+2) 枚ずつ、左右に a 枚ずつ」= 2(a+2) + 2a = 4a + 4。式の展開と図の数え上げ、2通りで一致すれば確実です。

つまずくのはここ

つまずき1|1辺が1枚ずつ増えると思う

外側に1周足すと、左右に1枚ずつで1辺は2枚増えます。1, 3, 5, … と奇数になるのはこのためです。

つまずき2|面積の単位換算を忘れる

タイル1辺10cm、正方形の面積 2.25m² のとき——2.25m² = 22500cm²。1m² = 10000cm² です。100倍ではありません。

つまずき3|「枚数」と「1辺の長さ」を混同する

1辺150cm ならタイルは 150 ÷ 10 = 15枚。長さと枚数は別の量です。単位を書けば取り違えません。

数強塾オリジナルの練習問題

プリントの入試問題と同じ技能構成で、数値を独自に設計した問題です。

基礎練習1

中心の黒タイル1枚から始め、外側に白・黒・白…と交互に1周ずつ足していく。
(1)4回目が終わったとき、タイルは全部で何枚か。
(2)n 回目のタイルの総数を n の式で表しなさい。

解答・解説を見る

解答

1辺の枚数は 1, 3, 5, 7, … と2ずつ増えるので、n 回目の1辺は 2n − 1 枚。
(1)4回目の1辺は 7枚 → 7² = 49枚
(2)(2n − 1)² 枚
検算:n=1 → 1 ○ n=2 → 9 ○ n=3 → 25 ○ n=4 → 49 ○

標準練習2

1辺に a 枚並んだ正方形の外側に、次の1周を足す。新しく足すタイルの枚数を a の式で表しなさい。

解答・解説を見る

解答

新しい正方形の1辺は (a + 2) 枚。
足す枚数 = (a + 2)² − a² = (a² + 4a + 4) − a² = 4a + 4(枚)
検算:a = 3 のとき 4×3 + 4 = 16枚。実際に 5² − 3² = 25 − 9 = 16 ○
図で数えても同じ:上下に5枚ずつ(10枚)、左右に3枚ずつ(6枚)で計16枚 ○

応用練習3

タイル1枚の1辺は 20cm である。ある回まで並べ終わった正方形の面積が 3.24m² になった。
(1)この正方形の1辺の長さは何 cm か。
(2)1辺に並んでいるタイルは何枚か。
(3)これは何回目が終わったときか。

解答・解説を見る

解答

(1)面積を cm² に直します。1m² = 10000cm² なので 3.24m² = 32400cm²。
1辺 = √32400 = 180cm(180 × 180 = 32400 ○)
(2)180 ÷ 20 = 9枚
(3)1辺の枚数は 2n − 1 なので 2n − 1 = 9 → 5回目
検算:5回目の1辺は9枚 = 180cm、面積 180² = 32400cm² = 3.24m² ○
単位換算 → 長さ → 枚数 → 回数と4段階を降りる問題。1段ごとに単位を書き添えると迷いません。

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

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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。

📄 同じ単元のプリント(全27枚のうち、この前後24枚)

同じ単元を続けて解くと、どの手を使うかの判断が安定します。手が止まったところがあれば、その単元の要点に戻ってから次の1枚に進んでください。

一覧に無いものも含め、規則性のプリントは中1数学:規則性 全27枚、学年全体の単元一覧は中1数学のページから確認できます。

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