第202問の解答


1.問題 [比例算]

太さの異なるA、B、Cの3種類のロウソクがあります。AとCは同じ長さですが、BはA・Cの2倍の長さがあります。
 いま、左からA、B、Cの順にロウソクを等間隔に並べて同時に火をつけたところ、Bのロウソクは8分後にちょうど半分が燃えつき、12分後には3本のロウソクの頂点が一直線上に並びました。
 次に、太さがちょうどCの半分で長さがA・Cと等しいロウソクDを用意し、左からA、B、Dの順に等間隔に並べて同時に火をつけました。(A、Bは新品のものと取り替えます)
 すると、今度は15分後に3本のロウソクの頂点が一直線上に並んだそうです。

では、AおよびCのロウソクはそれぞれ何分で燃え尽きるでしょうか。

注・・・ロウソクが短くなる速度は太さに反比例するものとします。


2.解答例1(うっしーさん、おりちゃん他)

ろうそくA、Cの頂点をA0、C0、Bの中点をB0とします。
最初の12分後の火の位置を、それぞれA1、B1、C1、
2回目の15分後の火の位置をA2、B2、C2とします。

参考図1

ろうそくAでは、A0A1の間を燃えるのに12分、A0A2の間は15分かかるので、 A0A1:A0A2=12:15

ろうそくBでは、8分経過後のB0B1の間を燃えるのに4分、B0B2の間は7分かかるので、 B0B1:B0B2=4:7

ろうそくCでは、2回目の燃える速度は2倍になるので、元のCのろうそくで考えたとき、C0C1の間に12分、C0C2の間は30分かかることとなり、 C0C1:C0C2=12:30
となります。

今、元のろうそくCで15分経過したときの火の位置をC3、A2とC3を結ぶ直線とBの交点をB3とします。

ろうそくA、Cの長さを8とすると、
B0B1:B0B3=12:15=4:5より、B3B2=2となります。

A、B、Cは等間隔にならんでいることから、△C3A2C2で中点連結定理により、C3C2=B3B2×2=4となります。

C0C3:C3C2=15:30より、C0C3=C3C2=4、
よってC0C2=8となるので、C2=C4はちょうどろうそくCの底であり、
従ってCは30分で燃え尽きることになります。

また、B2の高さは8−7=1だから、A2はその2倍の2、
よってA0A2=6、A0A2:A0A4=6:8=15:20、
従ってろうそくAは、20分で燃えることになります。

答:A:20秒後、B:30秒後

 以上


3.解答例2(萬田銀次郎さん、長野美光さん、Gouさん、マツダさん、パノエロさん、Hamayanさん、Taroさん、BONさん、すうぱあさん、香川仁志さん、M.Hossieさん、他多数)

A、Cの長さを1として、一分間に燃える長さの割合をそのままA、Cと 
おくと、一直線上に並んだときにBの燃えた長さはA、Cの平均になることから、
 (12A+12C)/2=4/8 
 (15A+30C)/2=8/8
これを解いて、A=1/20、C=1/30を得る。 

よって、A、Cの燃える時間は、それぞれ20分、30分となる。

 以上