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2020年度 逗子開成中学過去問【算数】大問4解説

問題PDF
1辺が4cmの正方形ABCDがあります。
辺AB上にある点Xから辺BC上にある点Yに向けて点Pが発射され、
次のルールに従って点Pはまっすぐ進むものとします。

<ルール>
1、点Pは各辺にあたると図1のようにはねかえる。
2、点Pは頂点A、B、C、Dのいずれかにあたると止まる。
3、点Pは発射されてから止まるまで一定の速さで進む。

(1)
AX=3cm、BY=1cmとします。
点Pが発射されてから5回目に辺にあたるとき、どの辺にあたりますか。
また、5回目に辺にあたった点Pの位置から最も近い頂点および、
その頂点から点Pまでの距離を求めなさい。

AX=1cm、BY=1.6cmとします。
点Pは点Xから点Yに到達するのに1.7秒かかりました。

(2)
点Pが発射されてから3回目にあたるとき、どの辺にあたりますか。
また、3回目に辺にあたった点Pの位置から最も近い頂点および、
その頂点から点Pまでの距離を求めなさい。

(3)
点Pが発射されてから点Pはどの頂点に何秒後に止まりますか。


@解説@
(1)

反射の問題は対称移動させて鏡の世界を作ること!
基本テクニックなので、すぐ使えるようにしておこう。
辺に触れた場所が反射ポイントで、5回目は辺BC上となる。
長さは直角二等辺三角形をヒントに調べていく。
最も近い頂点はBで、距離は1cm。
【解答】辺BC、頂点B、1cm

(2)

3回目は辺CD上。
2回目の反射がD寄りなので、3回目で最も近い頂点はD。
Pの反対側をQとして、△XBYと△XQPで相似。
XQ=3×4/1.6=7.5cm
A’Q=D’P=7.5-3-4=0.5cm
【解答】辺CD、頂点D、0.5cm

(3)
先ほどの赤い線を延長してぶつかった頂点が答えとなる。
しかし、長さを計算して地道にだそうとすると数字がいやらしい(;´Д`)
2回目にPが反射する場所はAから56/15cmで半端な値となる…。

縦:横=3:1.6=⑮:⑧
横の長さ⑧が正方形の1辺である4の倍数になればいい
次の8cmで試しにやってみると、ちょうど縦が15cmで合ってしまう( ˘ω˘ )
答えはA。

XYが17秒。
17×15/3=85秒
【解答】A、85秒後
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