第94問の解答
1.問題 [規則性]
ある月の1日から31日まで、毎日XとYの2種類の製品を1個ずつ購入することになりました。以下は、この製品の値動きを記録したものです。 製品Xと製品Yの値段は、1日には同じでした。
その後Xは、毎日a円ずつ値上がりし、さらにある日を境にb円ずつ値を下げ、結局31日には1日に比べて150円値上がりしました。
一方、製品Yは毎日c円ずつ値下がりし、Xが最高値を付けた3日後に最安値を付けた後は、d円ずつ値を上げ、結局31日にはXと同様に150円値上がりしていました。
また、Xの最高値とYの最安値の差は900円でした。この1ヶ月の間にXを購入するのに要した代金の総額は、Yと比べていくら多かったのでしょう?
2.解答例1(DrKさん、長野美光さん、小太りおじさん他多数)
Xの購入費総額−Yの購入費総額=Xの価格のグラフの面積−Yの価格のグラフの面積、すなわち下図青い部分の四角形の面積と考えることが出来る。(参考を参照)
外側の長方形の面積=900×30から真ん中の長方形の面積=150×3を除いたものが、求める面積から真ん中の長方形を引いた面積の2倍に等しい。
よって、求める面積=(900×30−150×3)×1/2+150×3=13725
従って購入費用総額の差は13725円となります。
答:13725円
以上
3.解答例2(sambaGREENさん、kuri他)
解答例1と同様、下図の四角形PQRSの面積と考える。
四角形PQRS
=5角形PQRST−△PST
=(四角形PQRT+△RST)−△PST
=(長方形ABTQ×1/2+長方形QTCD×1/2)+(△RST−△PST)
=900×30×1/2+150×3×1/2=13725円
(参考)面積で求められること
X、Yの毎日の価格をX1、X2、X3、・・・、X31、Y1、Y2、Y3、・・・、Y31とする。
また、Xはn日に最高値Xnをとり、Yは、その3日後のm日に最安値をとるものとする。Xの費用計をn日の真ん中で2分して考えると、1日目のX1の半分S0、1日からn日までの面積S1、n日から31日の面積S2、31日のX31の半分S3の合計となることが分かる。
よって、Xの費用計=S0+S1+S2+S3。
同様に、Yの費用計=S0+S4+S5+S3従って、Xの費用計−Yの費用計
=(S0+S1+S2+S3)−(S0+S4+S5+S3)
=(S1+S2)−(S4+S5)
4.解答例3
X1、X2、・・・XnとXn、Xn+1、・・X31、およびY1、Y2、・・・YmとYm、Ym+1、・・Y31は等差数列だから、
Xの費用計=(X1+X2+・・+Xn)+(Xn+Xn+1+・・+X31)−Xn
=(X1+Xn)×1/2×n+(Xn+X31)×1/2×(32−n)−Xn
=X1×1/2×n+Xn×15+X31×1/2×(32−n)Yの費用計=(Y1+Y2+・・+Ym)+(Ym+Ym+1+・・+Y31)−Ym
=(Y1+Ym)×1/2×m+(Ym+Y31)×1/2×(32−m)−Ym
=Y1×1/2×m+Ym×15+Y31×1/2×(32−m)X1=Y1、X31=X31より、
Xの費用計−Yの費用計
= X1×1/2×(n−m)+(Xn−Ym)×15+X31×1/2×(m−n)
=(Xn−Ym)×15+(X31−X1)×(m−n)
=900×15+150×1/2×3=13725円