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数学 中学生

2023 市川高等学校 数学 (3)の詳しい解説をお願いします。

13 X. Yの2人が次の問題の解き方を相談しながら考え ている。 n番目に 4n-5 が書かれている数の列Aと, 7番目に n2-2n-1 が書かれている数の列Bがある。 ただし, nは自然数とする。 A,B を書き並べると, A: -1, 3,7, 11, 15, B: -2, -1,2,7, 14, A. Bに現れる数字を小さい順に並べた数の列をCとす るとき, 2023はCの中で何番目に現れるか。 X : 途中過程を書きやすいように, A. Bの番目の数を それぞれ an, b, と表すことにしよう。 Y : 例えばAの3番目の数は a3 で, 計算は4n-5に n=3 を代入した7になるから,a3=7と書けばいい んだね。 同じようにBの10番目の数を求めると, b10=アとなるね。 X : では, A,Bの規則性を見てみよう。 Aは an=4n-5 だから最初の -1 から4ずつ増えていく ことと,奇数しか現れないことがわかるけど, B はど うだろうか。 Y:bm=n²-2-1 だけど規則が読み取りにくいね。 規 則を見つけるために隣り合う数の差をとってみようか。 (n+1) 番目の数からn番目の数を引いてみよう。 X: b = n2-2n-1 だから bn+1-bn={(n+1)2-2(n+1)-1}-(n2-2n-1) =2n-1 となるね。 Y : ということは, 隣り合う数の差が必ず奇数だからBは 偶数から始まって偶数と奇数が交互に現れるね。 だけ ど,これだけではまだ特徴がわからないな。 X : そうしたら次はもう1つ離れた数との差をとってみよ うよ。 (n+2) 番目の数からn番目の数を引いてみよう。 Y: bn+2 -b を計算するとイ となるね。 X : わかった。 これと今までわかっている特徴を合わせる と問題が解けるね。 (1) ア イにあてはまる式や値を答えよ。 (2) Bの数の列において, 2023が何番目か求めよ。 (3) Cの数の列において, 2023が何番目か求めよ。 問題↓解説↑ 3 (1)(イ) bn+2=(n+2)-2(n+2)-1 =n2+2n-1より, bn+2-6m=n2+2n-1- (n2-2n - 1) = 4n (2) n2-2n-1=2023 (n+44)(n-46) = 0 n>0より, n = 46 (3)4n5= 2023 n= ¥507 より, Aの列において, 2023は507番目の数である。 Cの数の列において 2023までの数の個数は, A の数の 列における 2023 までの数の個数と、Bの数の列における 2023 までの数の個数の和からAの数の列とBの数の列に 共通する2023 を含めた数の個数を引けばよい。 A の数の 列とBの数の列に共通する数の列Dを書き並べると, D: -1, 7,23,47, ...... DはBの偶数番目の数が並んでいるから, n番目の数を dn とすると, dn=bzn=(2n)2-2 × 2n-1=4n²-4n-1 4n²-4n-1=2023 n2-n-506 = 0 >0より, n=23 (n+22) (n-23) = 0 よって, Cの数の列において, 2023 は, |507 +46-23530 ( 番目)

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理科 中学生

【1】【2】 の解説お願いします、、! 全く分かりません、

2 [実験3] エナメル線でつくったコイルと磁石を用いて, 図5のようなモーターをつくった。 なお,支柱と接する回転軸のエナメルは図6の ようにはがした。 また, 図7は図5のコイルと 磁石の部分を拡大したものである。 図5の装置の スイッチを入れると, コイルにはa→b→c →d の向きに電流が流れ、 コイルが回転した。 D (1) 次の文の ①~③の {} の中からそれぞれ 適当なものを一つずつ選び、その記号を書きなさい。 図5のスイッチを入れて電流を流した直後, コイルの cdの部分は図7の ① {ア P イ}の向きに磁界から力を受け, コイルが回転した。 図5の状態から半回転したとき、コイル 内には② {ア a b c d の向きに電流が流れる イ a→d→c→bの向きに電流が流れる ウ 電流が流れない}ため, イ回転方向と逆向きに力を受ける ウ力を受けない}。 そのため、 磁界からは③ア 回転方向と同じ向きに力を受ける 同じ向きに回転を続け、さらに半回転して再び図5の状態になる。 この流れを繰り返すためコイルは同じ向きに回転し続ける。 (2) 図5のコイルの回転が速くなる操作はどれか。 次のア~エのうち,適当なものをすべて選び その記号を書きなさい。 ただし、コイルに加わる電圧は変わらないものとする。 コイルのエナメル線の巻き数を多くする。 ア ウ 磁力の強い磁石に変える。 [実験4] 図5のコイルの回転軸のY側に半分残していたエナメルを全部はがした。 また、電池を 発光ダイオードA,Bに変え、図8のような装置を組み立てた。 図8のコイルを実験3の回転方向と 同じ向きに力を加え, 一定の速さで回転させた。 (3) 次のア~エのうち発光ダイオードの点灯のようすを述べたものとして適当なものを一つ選び、 その記号を書きなさい。 アAのみ点滅し, Bは点灯しなかった。 AとBが同時に点滅した。 極 支柱X 電池 a ld 磁石 b C 図5 スイッチ 支柱 Y X 1 手がひもを引いた距離 [cm] 図4 Y 1EU 白い部分は、エナメルを はがして、鋼がむきだしに なっている部分である。 この図の下側が図5で支柱 と接している。 図6 イコイルのエナメル線の巻き数を少なくする。 エ磁力の弱い磁石に変える。 イ Bのみ点滅し、Aは点灯しなかった。 I AとBが交互に点滅した。 ・極 a X 1EU P 極 +極 ※発光ダイオード A 発光ダイオードB Fol N 図8 図 7 0 0 X

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