このページは中学1年「規則性」の無料プリント(20)の解説です。愛媛県の入試問題——正方形を並べた図形で、何辺が隣と接しているかで分類して数えます。「角の正方形」「辺の正方形」「内部の正方形」という位置による場合分けが核心です。
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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。
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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。
位置で3種類に分かれる
4×4 の場合。角(濃)は2辺が接し、周(薄)は3辺、内部(白)は4辺が接する
| 位置 | 接している辺の数 | n×n での個数 |
|---|---|---|
| 角 | 2辺 | 4個(常に4) |
| 周(角以外) | 3辺 | 4(n − 2) 個 |
| 内部 | 4辺 | (n − 2)² 個 |
合計:4 + 4(n−2) + (n−2)² = n²。3種類を足すと全体になる——これが最強の検算です。
つまずくのはここ
つまずき1|角の個数が n で変わると思う
正方形の角はいつでも4個。n がいくつでも変わりません。「n に依存しない量がある」と気づくのがこの問題の第一歩です。
つまずき2|周の正方形に角を含めてしまう
一番外側は 4n − 4 個ですが、そのうち4個は角。3辺が接するのは残りの 4n − 8 = 4(n−2) 個です。
つまずき3|合計で検算しない
3種類の式を足して n² になるか——1行の検算で全部わかります。合わなければどれかが間違っています。
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。
標準練習1
正方形を縦 n 個・横 n 個に並べた図形について、次を n の式で表しなさい。
(1)2辺が隣と接している正方形の個数
(2)3辺が隣と接している正方形の個数
(3)4辺が隣と接している正方形の個数
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解答
(1)角の4個。4個(n によらず一定)
(2)外周のうち角を除く:4(n − 2) 個
(3)内部:(n − 2)² 個
検算:4 + 4(n−2) + (n−2)² = 4 + 4n − 8 + n² − 4n + 4 = n² ○
n=4 で:4 + 8 + 4 = 16 = 4² ○(図の通り)
標準練習2
(同じ図形で)4辺が接している正方形が 49個 のとき、n はいくつか。また、そのときの全体の個数を求めなさい。
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解答
(n − 2)² = 49 → n − 2 = 7 → n = 9
全体:9² = 81個
検算:角4 + 周 4×7 = 28 + 内部49 = 81 ○
応用練習3
(同じ図形で)3辺が接している正方形の個数が、4辺が接している正方形の個数と等しくなるのは n がいくつのときか求めなさい。
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解答
4(n − 2) = (n − 2)²
n − 2 = m とおくと 4m = m² → m² − 4m = 0 → m(m − 4) = 0
m = 0 または m = 4。m = 0 は n = 2 で内部が存在しないので不適。
m = 4 → n = 6
検算:n=6 のとき 3辺 = 4×4 = 16個、4辺 = 4² = 16個 ○
共通部分を1文字に置き換える(n − 2 = m)——式が一気に簡単になります。この置き換えは高校数学で日常的に使う手です。
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。


