第233問の解答
1.問題 [速さの問題]
60km離れたA地点、B地点があり、A地点にマサルさん、B地点にトモエさんがいます。
いま、2人が同時に両地点を出発します。
マサルさんは4時間後にまずP地点でトモエさんに出会いました。
その後B地点に到着したマサルさんは速さを変えてA地点に向かって引き返し、
1回目に出会ってから1時間後にQ地点でトモエさんを追い抜きました。
さらにその後、A地点に到着したマサルさんは初めの速さに戻してB地に向かって引き返し、
追い越してから5時間後にR地点でトモエさんに出会いました。
- AP間の距離は何kmでしょうか。
- AR間の距離は何kmでしょうか。
※・・・2人は上記の3回以外には出会ったり、追い抜いたりしなかったものとします。
2.解答例1(高橋道広さん、トトロ@Nさん、ありっちさん、中村明海さん、澪桜葵美翔さん、萬田銀次郎さん、圭太さん、糸瀬善人さん、げんたさん、noetherさん、げんさん、あまれっとさん、ZIMBAさん、他多数)
ダイアグラムで考えます。
上図で、マサルさんがA地点からB地点へ向かう速度は、最初と2度目では同じなので、AB1とC1R1は平行、よって△P1B1Q1と△R1C1Q1は相似になります。
トモエさんは、PQ間を1時間、QR間を5時間で進んだことになるので、
PQ:QR=1:5、よって、B1Q1:Q1C1=BQ:QA=1:5。
従って、
BQ=AB×1/6=10km、AQ=AB×5/6=50km
となります。また、△BP1B2と△BQ1B3および△BR1B4は相似で、
相似比はBB2:B2B3:B3B4=4:5:10、
よって、
BP=B2P1=B3Q1×4/5=10×4/5=8km、
AP=60−8=52km、
BR=B4R1=B3Q1×10/5=10×10/5=20km、
AR=60−20=40km
となります。答:(1)52km (2)40km
以上
3.解答例2(はまやさん、ハラギャーテイさん、M.Hossieさん、うっしーさん、清川育男さん、水宮英理さん、他多数)
トモエさんの速さをxkm/h、マサルさんのAB間の速さをykm/h、BA間のzkm/hとします。
出発して4時間後に二人は出会いますから、
4(x+y)=60
よって、x+y=15 ・・・ (1)次の1時間でマサルさんは、Bで折り返し、トモエさんをQで追い越します。
マサルさんがPからBへ行くのに要する時間は、4x/y、
BからQへ要する時間は、5x/z、
よって、4x/y+5x/z=1 ・・・ (2)さらに、次の5時間でマサルさんは、Aに戻り、折り返してRでトモエさんと出会います。
マサルさんがQからAへ行くのに要する時間は、(60−5x)/z、
AからRへ要する時間は、(60−10x)/y、
よって、(60−5x)/z+(60−10x)/y=5 ・・・ (3)(1)より、y=15−x、
(2)、(3)に代入して、
4x/(15−x)+5x/z=1 ・・・ (2)'
(60−5x)/z+(60−10x)/(15−x)=5 ・・・ (3)'(2)'、(3)'より、
5x/z=1−4x/(15−x)=(15−5x)/(15−x) ・・・ (2)''
(60−5x)/z=5−(60−10x)/(15−x)
=(15+5x)/(15−x) ・・・ (3)''(2)''/(3)''より、
x/(12−x)=(3−x)/(3+x)
x(3+x)=(12−x)(3−x)
3x+x2=36−15x+x2
18x=36
よって、x=2km/h、y=15-2=13km/s。従って、BP=4x=8km、BR=10x=20km、
よって、AP=60−8=52km、AR=60−20=40kmとなります。
(その他の解法)
・ダイアグラムを座標で表して解く・・・長野美光さん
などがありました。