第178問の解答


1.問題 [平面図形]

問題図
左図のような内のりが10cm四方の正方形の木枠の中に、1辺が3cmの正方形をした得点板が9枚敷き詰められています。

この木枠の中に、直径1cmのコインを1枚投げ入れ、コインが触れている全ての得点板の数字の合計をポイントとすることにします。

ポイントが3の倍数となるとき、コインの中心がある場所として考えられる得点板上の点の範囲の面積は全体で何cm2あるでしょう?


2.解答例1(ミミズクはくず耳さん、長野美光さん、トトロ@Nさん、杉本未来さん、noetherさん、他多数)

ポイントが3の倍数となるのは、

  • 3ポイント

  • 5+5+2=12ポイント

  • 5+5+3+2=15ポイント

の3ケースがあり、それぞれ4カ所存在します。

参考図1

(1)3ポイントの場合

参考図2

コインの中心は、3の得点板内で、かつ隣の5の得点板よりは、コインの半径分の5mm以上離れている必要があるので、上図のように1辺が2.5cmの正方形内にある。

従って面積は、合計2.52×4=25cm2

(2)12ポイントの場合

参考図3

コインの中心は、2の得点板内で、隣の5の得点板より5mm以内にあり、かつ3の得点板よりは5mm以上離れている必要がある。
従って、上図のように1辺が5mmの正方形内で円の外側にある。

(3)15ポイントの場合

参考図4

コインの中心は、5、3、2、5の4つの得点板から5mm以内にある必要があるので、上図のように半径が5mmの円内にある。

(2)12ポイント、(3)15ポイントの場合を合成すると、
 1辺5mmの正方形および半径5mmの4分の3円となる。

参考図5

従って、面積は0.52×4+0.52×3.14×(3/4)×4=1+2.355=3.355cm2

以上、合計25+3.555=28.355cm2となります。

 

答:28.355cm2

以上