数学検定4級

数理技能 第2回

問1次の問いに答えなさい。
あいさんは,家から \(2.4\) km 離れた図書館へ歩いて行きました。途中で公園に寄り,しばらく休んでから再び同じ速さで歩きました。
下の図は,家を出てから \(x\) 分後にいる地点から図書館までの道のりを \(y\) km として,\(x\),\(y\) の関係を表したものです。

xy (分)(km) O 5101520253035 0.40.81.21.62.02.4

あいさんが公園で休んだのは何分間ですか。

▼ 解答・解説
答え:5 分間
休んでいる間は道のりが変わらないので,グラフは水平になります。グラフが水平なのは \(x=10\) から \(x=15\) までなので,\(15-10=5\)(分間)です。

問2上の問いの続きです。
家を出てから30分後にいる地点から図書館までの道のりは,何 km ですか。

▼ 解答・解説
答え:0.4 km
はじめの10分間で \(2.4-1.6=0.8\) km 進んでいるので,歩く速さは分速 \(0.8\div10=0.08\) km です。
15分後から30分後までの15分間に進む道のりは \(0.08\times15=1.2\) km なので,図書館までの道のりは \(1.6-1.2=0.4\)(km)です。

問3上の問いの続きです。
\(15\leqq x\leqq35\) のとき,\(y\) を \(x\) の式で表しなさい。

▼ 解答・解説
答え:\(y=-0.08x+2.8\)
グラフは2点 \((15,\ 1.6)\),\((35,\ 0)\) を通る直線です。
傾きは \(\dfrac{0-1.6}{35-15}=-0.08\) なので,\(y=-0.08x+b\) とおきます。
\(x=35,\ y=0\) を代入すると \(0=-2.8+b\),よって \(b=2.8\) です。

問4次の問いに答えなさい。
下の図のような,\(\mathrm{AB}=6\) cm,\(\mathrm{BC}=8\) cm の長方形 ABCD があります。点 P は B を出発し,辺上を毎秒 1 cm の速さで B → C → D → A の順に動きます。
点 P が B を出発してから \(x\) 秒後の △ABP の面積を \(y\) cm2 とします。

ABCD P 6cm8cm

点 P が辺 DA 上を動くとき,\(y\) を \(x\) の式で表しなさい。また,\(x\) の変域も答えなさい。

▼ 解答・解説
答え:\(y=-3x+66\) (\(14\leqq x\leqq22\))
P が D に着くのは \(8+6=14\) 秒後,A に着くのは \(14+8=22\) 秒後です。
P が辺 DA 上にあるとき,\(\mathrm{AP}=22-x\) (cm) で,△ABP は AB を底辺,AP を高さとする直角三角形です。
\[y=\frac{1}{2}\times6\times(22-x)=-3x+66\]

問5上の問いの続きです。
△ABP の面積が \(15\) cm2 になるのは,点 P が B を出発してから何秒後と何秒後ですか。

▼ 解答・解説
答え:5 秒後と 17 秒後
・P が辺 BC 上(\(0\leqq x\leqq8\))のとき:\(y=\dfrac{1}{2}\times6\times x=3x\)。\(3x=15\) より \(x=5\)。
・P が辺 CD 上(\(8\leqq x\leqq14\))のとき:\(y=\dfrac{1}{2}\times6\times8=24\) で一定なので,15 にはなりません。
・P が辺 DA 上(\(14\leqq x\leqq22\))のとき:\(-3x+66=15\) より \(x=17\)。

問6次の問いに答えなさい。
弟が家から 1800 m 離れた駅に向かって,分速 60 m で歩いて出発しました。その10分後に,兄が家を出て同じ道を自転車で駅に向かいました。
下の図は,弟が家を出てから \(x\) 分後の家からの道のりを \(y\) m として,2人の進むようすを表したものです。

xy (分)(m) O 51015202530 300600900120015001800 弟兄

兄の進むようすを表すグラフについて,\(y\) を \(x\) の式で表しなさい。(\(10\leqq x\leqq20\))

▼ 解答・解説
答え:\(y=180x-1800\)
兄のグラフは2点 \((10,\ 0)\),\((20,\ 1800)\) を通る直線です。
傾きは \(\dfrac{1800-0}{20-10}=180\)(兄の速さは分速 180 m)なので,\(y=180x+b\) とおきます。
\(x=10,\ y=0\) を代入すると \(0=1800+b\),よって \(b=-1800\) です。

問7上の問いの続きです。
兄が弟に追いつくのは,弟が家を出てから何分後ですか。また,それは家から何 m の地点ですか。

▼ 解答・解説
答え:15 分後,家から 900 m の地点
弟のグラフの式は \(y=60x\) です。2つのグラフの交点を求めます。
\[60x=180x-1800\] \(-120x=-1800\) より \(x=15\)。このとき \(y=60\times15=900\) です。

問8次の問いに答えなさい。
水が少し入っている水そう A に,一定の割合で水を入れていきます。下の表は,水を入れ始めてから \(x\) 分後の水の深さを \(y\) cm として,\(x\) と \(y\) の関係を表したものです。

\(x\)(分)02468
\(y\)(cm)59131721

\(y\) を \(x\) の式で表しなさい。

▼ 解答・解説
答え:\(y=2x+5\)
\(x\) が 2 増えると \(y\) は 4 増えるので,変化の割合は \(\dfrac{4}{2}=2\) です。
\(x=0\) のとき \(y=5\) なので,切片は 5 です。

問9上の問いの続きです。
水そう A の水の深さが 35 cm になるのは,水を入れ始めてから何分後ですか。

▼ 解答・解説
答え:15 分後
\(y=2x+5\) に \(y=35\) を代入すると,\(35=2x+5\),\(2x=30\),\(x=15\) です。

問10上の問いの続きです。
水そう A に水を入れ始めると同時に,深さ 50 cm まで水が入っている別の水そう B から,毎分 3 cm の割合で水の深さが下がるように水をぬき始めました。
水そう A と水そう B の水の深さが等しくなるのは,水を入れ始めてから何分後ですか。また,そのときの水の深さは何 cm ですか。

▼ 解答・解説
答え:9 分後,深さ 23 cm
水そう B の水の深さを \(y\) cm とすると,\(y=-3x+50\) と表せます。深さが等しくなるとき, \[2x+5=-3x+50\] \(5x=45\) より \(x=9\)。このとき \(y=2\times9+5=23\) です。