数学を使ったマジックの問題
[中学数学][規則性]
塾の中学生の生徒向けに問題を作ったから公開。規則性というよりかは文字の表し方かな。
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【問題】
かおりさんは,数学を使ったマジックについて調べていた。次の問いに答えなさい。
(1) かおりさんは,下のような【マジックⅠ】を見つけた。ただし、手順Ⅰ-1とは、【マジックⅠ】の手順の1番目という意味を表す。
【マジックⅠ】
≪相手が最後に思い浮かべた数字を当てるマジックの手順≫ 手順Ⅰ-1:好きな数字を思い浮かべてもらう 手順Ⅰ-2:その数字に1を足してもらう 手順Ⅰ-3:手順Ⅰ-2の計算結果に2をかけてもらう 手順Ⅰ-4:手順Ⅰ-3の計算結果に6を足してもらう 手順Ⅰ-5:手順Ⅰ-4の計算結果を2で割ってもらう 手順Ⅰ-6:手順Ⅰ-5の計算結果から、手順Ⅰ-1で思い浮かべた数字を引いてもらう 以上の手順Ⅰ-1からⅠ-2を行うと,手順Ⅰ-1でどんな数字を思い浮かべても必ず ア になる。よって,相手は必ず最後に ア を思い浮かべているので,まるで超能力で分かったかのように「あなたは ア を思い浮かべていますね」と言えば良い。
(a) ア にあてはまる数を書きなさい。
(b) かおりさんは,手順Ⅰ-1から手順Ⅰ-6を行うとどうして必ず ア になるのかが気になり,学校の先生に理由を聞いたところ,下のような【説明】を受けた。【説明】の イ ・ ウ にあてはまる式を書きなさい。
【説明】
手順Ⅰ-1で思い浮かべる数字をとする。手順Ⅰ-2を行うとになるから,手順Ⅰ-3を行うと イ になる。さらに手順Ⅰ-4と手順Ⅰ-5を行うと ウ になる。よって,最初にどんなを思い浮かべても,手順Ⅰ-6を行えば ア になる。
(2) かおりさんは,最初に思い浮かべた数を当てるマジックはできないか調べていたところ,下のような【マジックⅡ】を見つけた。【マジックⅡ】は,手順Ⅱ-1で思い浮かべた数にある数をかけることを利用したマジックである。ある数を求めなさい。
【マジックⅡ】
≪相手が最初に思い浮かべた数字を当てるマジックの手順≫ 手順Ⅱ-1:好きな2桁の数字を思い浮かべてもらう 手順Ⅱ-2:その数字に5をかけてもらう 手順Ⅱ-3:手順Ⅱ-2の計算結果に4をかけてもらう 手順Ⅱ-4:手順Ⅱ-3の計算結果に5をかけてもらう 手順Ⅱ-5:手順Ⅱ-4の計算結果に、手順Ⅱ-1で思い浮かべた数を足す。 以上の手順Ⅱ-1からⅡ-5を行うと,手順Ⅱ-1で思い浮かべた数が2つ並んだような数を相手は思い浮かべている。よって,「最初に思い浮かべた数字が2つ並んでいますね」と言えば良い。
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解答は続きから。