中1数学:規則性|20(無料問題・解答PDF)


今日の一問
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
——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(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。

プリントをダウンロード

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 20 問題

中1数学 規則性 20 解答

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。

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
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

解答・解説を見る

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 =
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。

解答・解説を見る

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。

解答・解説を見る

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

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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28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28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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