中1数学:規則性|21(無料問題・解答PDF)


今日の一問
黒・白・白の順に繰り返してタイルを並べ、1行に5枚ずつ並べたら次の行へ移る。
(1)3行目の左から2枚目は何色か。
(2)1行目から6行目までに使う黒タイルは何枚か。
——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(21)の解説です。宮城県の入試問題——黒・白・白の3色周期を、4枚ずつ折り返して並べる。周期3と行の長さ4がずれることで、行ごとに色の並びが変わります。周期の応用として非常に良い問題です。

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 21 問題

中1数学 規則性 21 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。

周期3と行の長さ4のずれ

123456789101112

黒白白の繰り返し。4枚で改行すると、行の先頭の色が 黒→白→白→黒… とずれていく

1行4枚なので、n 行目の最後のタイルは通し番号 4n 枚目。色は 4n を3で割ったあまりで決まります(あまり1が黒、あまり2と0が白)。

黒の枚数は「全体 ÷ 3」で見当をつける

3枚に1枚が黒なので、N 枚並べたときの黒はおおよそ N ÷ 3。正確には「N を3で割った商 + あまりの中の黒」です。

N = 3q + r のとき 黒の枚数 = q + (r ≧ 1 なら 1、r = 0 なら 0)

つまずくのはここ

つまずき1|行ごとに色が同じだと思い込む

1行4枚・周期3なので、行の先頭の色は毎行ずれます。1行目の先頭は黒、2行目の先頭は白(5枚目)、3行目の先頭は白(9枚目)…と変わります。

つまずき2|通し番号に直さずに数える

「n 行目の左から3枚目」は通し番号で 4(n−1) + 3 = 4n − 1 枚目。行と列を通し番号に変換してから周期で判定するのが定石です。

つまずき3|あまり0の扱いを間違える

3で割ってあまり0のときは周期の3枚目=白です。「0番目」は存在しません。

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。

標準練習1

黒・白・白の順に繰り返してタイルを並べ、1行に5枚ずつ並べたら次の行へ移る。
(1)3行目の左から2枚目は何色か。
(2)1行目から6行目までに使う黒タイルは何枚か。

解答・解説を見る

解答

通し番号に直します。3行目の2枚目は 5×2 + 2 = 12枚目
(1)12 ÷ 3 = 4 あまり 0 → 周期の3枚目 =
(2)6行 × 5枚 = 30枚。30 ÷ 3 = 10 あまり 0 → 黒は 10枚
検算:30枚のうち3枚に1枚が黒でちょうど割り切れる ○

応用練習2

(練習1と同じ規則で)1行目から n 行目までに使う黒タイルの枚数を n の式で表しなさい。ただし n は 3 の倍数とする。

解答・解説を見る

解答

n 行で 5n 枚。n が3の倍数なら 5n も3の倍数なので、割り切れます。
黒 = 5n/3
検算:n=3 → 15枚中5枚が黒 ○ n=6 → 30枚中10枚 ○ n=9 → 45枚中15枚 ○
n が3の倍数という条件があるから、割り切れて式が簡単になる——条件文には必ず意味があります。

応用練習3

黒・白・白の順に繰り返して1行4枚ずつ並べる。n 行目の左から3枚目が黒になるとき、1行目から n 行目までに使う黒タイルの枚数を n を用いて表しなさい。

解答・解説を見る

解答

n 行目の3枚目は通し番号 4(n−1) + 3 = 4n − 1 枚目。
これが黒 → 4n − 1 を3で割ったあまりが 1。
4n − 1 = 3q + 1 → 4n − 2 = 3q → q = 4n − 2/3
あまりが1(≧1)なので黒は q + 1 枚。
黒 = 4n − 2/3 + 1 = 4n + 1/3
検算:n=1 のとき3枚目は3枚目 → 3÷3=1あまり0 で白。条件に合いません。
n=2 のとき7枚目 → 7÷3 = 2あまり1 で黒 ○。式は 9/3 = 3枚。実際 1〜8枚目(2行分)の黒は1,4,7枚目の3枚 ○
n=5 のとき19枚目 → 19÷3 = 6あまり1 で黒 ○。式は 21/3 = 7枚。実際 1〜20枚目の黒は 1,4,7,10,13,16,19 の7枚 ○
条件を満たす n は 2, 5, 8, … と3おき。条件つきの式では、条件を満たす n で必ず検算してください。

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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