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規則性: n番目のマッチ棒の本数

📖 言葉で読む:等差数列の和 →図形数(三角数・四角数) →
規則性: n番目のマッチ棒の本数全4問
4
① 考えてみよう

マッチ棒で正方形を横にならべていくよ。まず1個目。数えてみると、縦2本・横2本で4本だね。

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アニメを見なくても、このページの流れを最後まで文章で追えるよ。

  1. ① 考えてみよう
  2. 1

    マッチ棒で正方形を横にならべていくよ。まず1個目。数えてみると、縦2本・横2本で4本だね。

  3. 2

    正方形を1個ふやすと、マッチ棒は何本ずつ増えるんだろう? それをつかんで、10個目には全部で何本必要か予想してみて。

  4. ② 考え方
  5. 3

    2個目をくっつけよう。左の縦棒はもう立っているから使い回せて、新しく増えるのは上・下・右の3本だけ。合計 4+3=7本。

  6. 4

    3個目も同じ。やっぱり増えるのは3本だけで、合計 7+3=10本。1個増えるたびに、きっちり3本ずつ増えていくのが見える?

  7. 5

    4個目で 10+3=13本。並べると 4, 7, 10, 13…と3ずつ増える等差数列。差が一定なのは、毎回ふえる形(3本)が同じだからだね。

  8. 6

    式にしよう。最初の縦棒1本に、正方形ごとに3本ずつ足す、と見ると 本数 =3n+1= 3n+1。たしかめると n=1n = 1 で4、n=2n = 2 で7…と合うね。

  9. ③ 解答
  10. 7

    10個目なら 3×10+1=313 \times 10 + 1 = 31 本。図を全部かかなくても、反復する単位(3本)を見つけて式にすれば一発。これが規則性の使いどころだよ。

答案の書き方(記述例)

解き方がわかったら、次は答案に書く番。テストの解答用紙には、こんなふうに書けば伝わるよ。

正方形を nn 個横に並べるのに必要なマッチ棒の本数を考える。

いちばん左の縦棒1本を先に置く。どの正方形も、左の縦棒はすでにある棒(1個目は先に置いた棒、2個目からは1つ前の正方形の右の棒)を使えるので、新しく必要なのは上・下・右の3本である。

よって、正方形1個ごとに3本ずつ増え、nn 個のときの本数は 1+3n1 + 3n 本である。

(確かめ)n=1n = 1 のとき 1+3=41 + 3 = 4 本、n=2n = 2 のとき 1+6=71 + 6 = 7 本で、図と一致する。

n=10n = 10 のとき 1+3×10=311 + 3 \times 10 = 31 本

答え 3131 本

減点されやすいポイント

「どの棒を共有しているか」を言葉で書くと、1個ごとに3本ずつ増える理由になるよ。最初の縦棒1本を忘れて 3×10=303 \times 10 = 30 本としたり、共有を考えずに1個4本ずつ数えて 4×10=404 \times 10 = 40 本としたりするのが定番のまちがいだね。1個目の 44 本に 3×103 \times 10 を足して 3434 本とするのも、1個目を二重に数えているよ。式を作ったら n=1n = 1、n=2n = 2 で図の本数と合うか確かめよう。

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