植木算

出典: フリー百科事典『ウィキペディア(Wikipedia)』
移動: 案内検索

植木算(うえきざん)は算数文章題、またその解き方の一種。

概要[編集]

  • 木を植える間隔や、植える木の本数、並木の長さなどを求める問題。問題が「木」でないこともよくある。
  • 殆どの問題は、しっかりと数を数えられれば容易に解ける。個々の問題は決して難しくない。
  • 植木算はむしろ、似た問題と混同しないような注意力・観察力が重要とされている(例えば下の例のように、植木が環状なのか直線状なのかなど)。
  • 植木算はそのままでは単なる注意力の喚起を問う問題であるが、平面植木算・空間植木算は鳩の巣原理やオイラーの定理と関連し、その一部であるという側面を持つ。

公式[編集]

  • 一直線上に立っていて、両端にもある場合:木の本数=木の間の数+1
  • 一直線上に立っていて、両端にない場合:木の本数=木の間の数-1
  • 円などのまわりに立っている場合:木の本数=間の数

これを用いて解く。

例題[編集]

例題1[編集]

42本の木が7m間隔で植えられている並木道がある。木は道の両側にあるとする。このとき、並木道の長さは何mか。

解法 冷静に考えれば難しくない問題である。

  1. 道路の片側にある木の数は、42÷2=21本。
  2. 21本の木にある「木の間」の数は20個(ここをしっかり考察することが、植木算の重要な点である)。
  3. 7×20=140、ゆえに140mが答である。

例題2[編集]

周囲の長さが300mの池の周りに木を植えることにした。5m間隔で植える場合、木は何本必要か。

解法 300÷5=60で、60本が正解となる。

除法が出来れば容易に解ける問題である。これを例題1のように「間の数と木の数が違うから…」と考えると誤りとなる。「環状の並木には端が無い」ことを考慮して解かなければならない。

例題3[編集]

5mの木を1mずつに切り分けたい。1回切るのに5分かかり、1回切るごとに1分休憩すると、何分で切れるか。

解法 2重の植木算になっている。

4回切り、3回休憩するから、5×4+1×3=23で、答は23分。

平面植木算・空間植木算[編集]

平面植木算・空間植木算とは広義の植木算の1つである。

直線を分けるのはであり、平面を分けるのが直線であり、立体空間)を分けるのが面である。このうち直線を点で分けるのが普通の植木算にあたる。普通の植木算はほとんど自明で、単に注意力を促す問題に過ぎない。しかし広義の植木算がいくつか考えられ、これらは自明とは言い切れない。こうした広義の植木算も合わせて考えなければ、植木算の意味は希薄になろう。

平面植木算には、概ね次の3種類がある。

平面植木算1[編集]

直線(線分)が網目状に分布している、または文字や方眼などを描いているとき、その格子点や辺上の点の数などを求める問題。普通の植木算を複雑にした感がある(人文字など)。

これはグラフ理論一筆書きオイラーの多面体定理四色定理など、つながり具合に関する理論)の一種という側面を持つ。

平面植木算2[編集]

方眼によってかたどられた長方形対角線が、いくつの方眼を横切るか。

平面植木算3[編集]

  • 何本の直線が平面を最大何個に分けるか。
  • 円周上にいくつかの定点があるとき、その点どうしをすべて線で結ぶと、最大何個の領域に分けられるか。

空間植木算[編集]

  • 空間内に何個かの面があるとき、その面は空間を何個に分けるか。
  • 合同立方体を何個か直方体状に積み上げたものに対して、与えられた平面は何個の立方体を横切るか。

などの問題がある。

平面植木算から「をいくつの平面で、最大何個に分けられるか」という問題も想定されるが、2006年現在、そのような問題は中学受験の算数には出ていない。

例題[編集]

合同な立方体を、縦にa個、横にb個、高さにc個積み上げて直方体を作る。直方体の1つの頂点の隣の3つの頂点を通る平面で切ると、何個の立方体が切断されるか。ただしa,b,c互いに素である。

解法 (a-1)×(b-1)÷2+(b-1)×(c-1)÷2+(c-1)×(a-1)÷2+(a-1)+(b-1)+(c-1)+1=(ab+bc+ca-1)÷2

関連項目[編集]

外部リンク[編集]