公務員試験の「数的推理」は、教養択一試験の一般知能分野に含まれる「数的処理」の一分野です。計算問題が中心となりますが、ほかの数的処理の問題と比べて、解き方のパターンに慣れてしまえばスピーディーに解答できます。
この記事では、元公務員の平野さんとともに公務員試験「数的推理」の解き方を解説します。数的推理の対策を本格的に始めたい人は、頻出パターンや素早く計算するコツをチェックしましょう。
記事の後半では、数的推理の練習問題を40問用意しています。一通り解いて、試験本番でスムーズかつ正確な解答をする力を鍛えていきましょう。
問題を解く前に確認! 「数的推理」の解答のコツ
「数的推理」の概要
- 問題パターン:数の性質、約数・倍数、場合の数、確率、比と割合、濃度、速さ、最大・最小、二次関数
- 1問あたりの時間:3分以内
- 出題頻度:テストセンター(なし)ペーパーテスト(高)Webテスティング(なし)
- 数的推理を解くときのコツをわかりやすく教えてください!
完璧主義を捨てよう! 自分の解ける問題を見抜く力が必要
公務員試験において「数的推理」は避けては通れない重要科目です。
配点が高く、多くの受験生が苦戦するため、ここで得点できればアドバンテージになります。解く際は、完璧主義を捨ててください。
数式にこだわらず、図解や選択肢を駆使して「いかに効率良く正解に辿り着くか」という視点が必要となってきます。1問にかけられるのは最大3分です。
解けない問題を見極め、捨てる勇気を持つことが、全体のスコアを最大化させます。主体的な準備が、公務員への扉を開きます。戦略を持って挑んでいきましょう。
公務員試験の「数的推理」の概要
公務員試験「数的推理」の出題数は、職種や受験年度によって違いはあるものの、どの職種においても必ず数問出題されます。また、全教養科目のうち出題割合が高いため、しっかり対策をおこなうのがおすすめです。
以下に職種ごとの「全試験に占める出題数の目安」をまとめました。まずは志望先の試験全体における数的推理の出題数を参考に、日々の学習計画を立てましょう。
「数的推理」の出題数
| 全試験に占める出題数の目安 | |
|---|---|
| 国家一般職 | 30問中4問 |
| 国家専門職 | 30問中4問 |
| 裁判所一般職 | 30問中5問程度(特定不可) |
| 特別区Ⅰ類 | 40問中6問程度(特定不可) |
| 東京都1類B | 40問中7問 |
| 地方上級・全国型 | 50問中6問程度(地方により異なる) |
公務員試験「数的推理」の練習問題40問|平野さんによる解き方の解説付き!
ここからは、公務員試験「数的推理」の練習問題を元公務員の平野さんによる解説付きで40問紹介します。整数、約数・倍数、場合の数、確率、速さから、図形の計量や二次関数まで、幅広い問題パターンを2問ずつ用意しているので、数的推理の出題形式を網羅的に学習できます。
公務員試験「数的推理」を初めて解く人は、「問題を解く前に確認! 「数的推理」の解答のコツ」で目安となる解答時間や効率よく計算するコツを理解してから練習問題に挑戦してみましょう。
問題1(難易度:★★☆☆☆)
問題
溶液の濃度変化に関する問題である。溶質(食塩)の量に着目して方程式を立て、未知の数値を導き出しなさい。
濃度10%の食塩水に、40gの食塩を加えてよくかき混ぜ、さらに120gの水を蒸発させたところ、濃度25%の食塩水になった。最初にあった食塩水は何gであったか。
選択肢
正解:A
最初にあった食塩水をxgとおく。食塩水に40gの食塩を加え、120gの水を蒸発させた後の食塩水の総量は、x+40-120=x-80gとなる。次に、溶けている「食塩の量」に注目して方程式を立てる。(最初の食塩)+(加えた食塩)=(最終的な食塩)0.1x+40=0.25(x-80)この方程式を解くと、0.1x+40=0.25x-20
0.15x=60
x=400
したがって、最初にあった食塩水は400gである。
本問は、溶液の増減に惑わされず、「最終的な食塩の総量」がどうなっているかを分解して考えるのがコツです。
まず、最初の溶液の重さをxとします。ここに40gの食塩を加え、120gの水を蒸発させたので、最終的な全体の重さは (x-80)gとなります。この濃度変化の正体は、最初の食塩(0.1x)に「40gの食塩」を加え、そこから水を削ぎ落とした結果です。
ここで、最終的な溶液に含まれる食塩「(x-80)×0.25」が、投入した食塩の総量「0.1x + 40」と等しくなるという式を立てます。
これを解くと、0.15x=60となり、最初の重さは400gと導き出せます。よって、正解はAです。
個別の増減を追うのではなく、中身の食塩の重さに注目して「変わらない関係」を見極めるのがポイントです。
問題2(難易度:★★★☆☆)
問題
次の各問いについて、条件を満たす数字の組合せとして最も妥当なものを選びなさい。なお、素数とは1及びその数自身のほかに約数を持たない2以上の整数を指す。
スマートフォンのロック解除用パスワードとして、一桁のそれぞれ異なる素数を一つずつ使ってできる4桁の整数を考えた。この整数を三倍したところ、3倍してできた数も4桁の整数であり、その各桁の数字を見ると、4つの数字のうちの一つのみが素数であった。この条件を満たすとき、3倍する前の4桁の整数の、千の位に使用され得る数字として妥当なものはどれか。
選択肢
正解:A
一桁の素数は2、3、5、7の4つである。これらを3倍しても4桁にとどめるためには、元の整数の千の位は2でなければならない(3以上だと3倍したとき一万を超えて5桁になる)。千の位を2に固定し、残りの3、5、7を並べ替えて検討する。2,357を3倍すると7,071となり素数が二つある。2,375を3倍すると7125となり素数は7のみの一つである。2,537を3倍すると7,611となり素数は7のみの一つである。2,735を3倍すると8,205となり素数は2のみの一つである。2,753を3倍すると8,259となり素数は2と5の二つである。したがって、条件を満たす千の位は2のみである。
この問題は、計算を始める前の「桁数チェック」が鍵です。
一桁の素数は「2、3、5、7」の4つであり、これらを1回ずつ使うのがルールとなります。
まずは、「3倍しても4桁」という点に注目しましょう。もし千の位が「3」以上(3、5、7)の場合、三倍すると3,000×3=9,000を超え、百の位以降の繰り上がりによって容易に5桁(1万以上)に到達してしまいます。
たとえば、3,257×3=9,771は4桁ですが、もう一つの前提条件を満たしません。さらに、たとえば5,237×3=15,711では、確実に5桁以上になります。
「前提条件」を整理すれば千の位を「2」とした場合のみ条件に当てはまることがわかります。したがって、正解はAです。
問題3(難易度:★★★☆☆)
問題
3種類のアイテムを組み合わせて、指定された合計金額と合計個数にする問題です。不定方程式を利用して、正しい個数の組合せを導き出しなさい。
ある菓子店で、1個100円のクッキー、1個150円のフィナンシェ、1個240円のマドレーヌを合わせて25個購入したところ、代金の合計はちょうど4,500円であった。このとき、購入したマドレーヌの個数は何個か。
選択肢
正解:B
クッキーをx個、フィナンシェをy個、マドレーヌをz個とする。
個数の合計より、x+y+z=25 ……(1)
代金の合計より、100x+150y+240z=4,500
10で割ると、10x+15y+24z=450 ……(2)
(1)よりx=25-y-zを(2)に代入して整理すると、5y+14z=200となる。
5y=200-14zにおいて、左辺は5の倍数なので、右辺も5の倍数でなければならない。
z=5のとき、5y=130よりy=26となり、合計25個を超えるため不適。
z=10のとき、5y=60よりy=12となる。このときx=25-12-10=3となり、すべて正の整数で成り立つ。
したがって、マドレーヌは10個である。
すべてを一番安い100円のクッキーだと仮定する「つるかめ算」を用いて解きましょう。仮定との差額を出すのがコツです。
もし25個すべてが100円なら合計2,500円で、実際の4,500円との差は2,000円です。フィナンシェはクッキーより50円高く、マドレーヌはクッキーより140円高いので、フィナンシェの個数をy個、マドレーヌの個数をz個とすれば50y+140z=2000となります。式をシンプルにすれば、5y+14z=200です。
ここで「14z」の結果が下一桁0になるには、zは5の倍数(5、10、15……)である必要があります。z=5なら14×5=70となり、5y=130が成り立ちますが、y=26となってしまい、合計個数を超過するので不適当です。
z=10なら14×10=140、5y=60が成り立つため、y=12。これなら個数も揃うので、正解はBです。
問題4(難易度:★★★☆☆)
問題
5つの異なる価格の商品の中から、5人がそれぞれ別の一つの商品を選び、同じ個数ずつ購入したときの支払額に関する問題である。提示された条件から、各人が購入した商品の単価および購入個数を導き出し、各選択肢の正誤を判断しなさい。
ある果物店では、リンゴ、ナシ、カキ、モモ、ブドウの5種類の果物を販売しており、A〜Eの5人が、互いに異なる1種類の果物を同じ個数ずつ購入した。1個あたりの値段は、リンゴが120円、ナシが150円、カキが180円、モモが210円、ブドウが240円であった。次のことがわかっているとき、確実にいえるのはどれか。
・AとCの購入額の合計と、BとDの購入額の合計は、同じであった。
・AとBの購入額の合計と、DとEの購入額の合計は、同じであった。
・Bの購入額からCの購入額を引いた額と、Dの購入額からEの購入額を引いた額は、どちらも600円であった。
選択肢
正解:E
各人が購入した果物の単価をa〜e、購入個数をNとする。条件より
(1)a+c=b+d
(2)a+b=d+e
(3)(b−c)N=(d−e)N=600
となる。
(1)よりa−b=d−c、(2)よりa−e=d−bとなる。単価は30円刻みなので、差が等しくなる組合せを検討すると、単価は低い順に e(120)、c(150)、b(180)、a(210)、d(240) と確定する。このとき、b−c=180−150=30円であり、(3)より30N=600、したがってN=20個とわかる。選択肢を検証すると、全員が20個購入したという Eが確実にいえる。
果物の単価がすべて「30円刻み」になっていることに着目しましょう。
まず、条件(3)の「支払額の差がどちらも600円」という点に注目してください。買う個数Nが同じなので、単価の差も同じになります。
条件(1)と(2)を整理して、5つの単価を数直線に並べてみると、どの単価も「30円」という同じ間隔で並んでいることがわかります。
ここで、「単価の差×個数N=600円」という式を立てましょう。単価の差は30円や60円といった30の倍数になるため、個数Nは「600を30の倍数で割った数」になります。たとえば単価の差が30円なら、600÷30でN=20です。
どの単価の組み合わせで計算してもN=20 となるため、正解はEと確定します。
問題5(難易度:★★★☆☆)
問題
指定された枚数の数字の札をすべて使用して、条件に合う整数を作るときの並び順に関する問題。場合の数の考え方を用いて、大きい方(または小さい方)から数えて特定の順位になる数字を導き出しなさい。
数字の0が書かれた札が4枚、数字の1が書かれた札が3枚ある。これらの7枚の札をすべて使用して7桁の2進法の数を作るとき、できる2進法の数のうち、小さい方から数えて13番目の数はいくつか。
選択肢
正解:B
7桁の2進数では、最左位は必ず1となる。残りの6枠に、残った1が2つと0が4つ並ぶ。全体の個数は、6箇所のうち1が入る2箇所を選ぶ組合せと同じなので、(6×5)÷(2×1)=15通りある。小さい方から13番目は、大きい方から数えると15-13+1=3番目である。最大(1番目)は1を左に寄せた1,110,000、大きいほうから2番目は1,101,000、3番目は1,100,100となる。よって、小さいほうから数えて13番目は1,100,100なので正解はBとなる。
問題6(難易度:★★★☆☆)
問題
5人のメンバーが、それぞれ自分の好みの中から1種類のアクティビティまたはメニューを選択するとき、特定の条件を満たす組合せの総数を求めなさい。
テニス、卓球、水泳、登山、読書の5種類のアクティビティがあり、A〜Eの5人が、休暇の予定としてこの中から好みの1種類を選んでおこなう。好みの種類は、Aはテニスと卓球と登山、Bはテニスと卓球と水泳、Cは水泳と読書、Dは登山と読書、Eは卓球と水泳である。また、登山と読書については、必ず誰かが選ぶ必要があるが、それ以外の種類については選ばれなくてもかまわない。このとき、A〜Eが選ぶアクティビティの組合せは何通りあるか。
選択肢
正解:B
必ず選ぶ必要がある「登山」と「読書」に着目する。登山を好むのはAとD、読書を好むのはCとDである。
パターン1:Dが登山を選ぶとき
読書を選べるのはCのみとなるため、Cは読書で確定する。残りのA、B、Eはそれぞれの好みの中から自由に選べるため、3×3×2=18通り。
パターン2:Dが読書を選ぶとき
登山を選べるのはAのみとなるため、Aは登山で確定する。残りのCは2通り、Bは3通り、Eは2通りの選び方があるため、2×3×2=12通り。
これらは重複しないため、18+12=30通りとなる。
この問題は、「登山と読書の両方ができるDさん」の役割に注目して解きましょう。Dさんがどちらを担当するかで、全体の動きが決まります。
まず、Dが「登山」を担当する場合です。読書ができるのはCとDだけなので、Dが登山をすると、Cが必ず「読書」を担当することになります。このとき、自由に役割を選べるA(3種)、B(3種)、E(2種)の組み合わせを掛け合わせて、3×3×2=18通りです。
次に、Dが「読書」を担当する場合を考えます。登山ができるのはAとDだけなので、Dが読書をすると、Aが必ず「登山」を担当することになります。このとき、自由に選べるC(2種)、B(3種)、E(2種)を掛け合わせて、2×3×2=12通りとなります。
これら二つのパターンを合計すると30通りになり、正解はBと導き出せます。
問題7(難易度:★★★☆☆)
問題
A~Jの10人の職員に対する面談を、2回の休憩を挟む3部構成で実施する。提示された条件にもとづき、面談の順番の組合せとして妥当なものを導き出しなさい。
A~Jの10人の職員を次のようなスケジュールで面談することになった。
<第1部> 面談枠1-①、面談枠1-②、面談枠1-③
<休憩>
<第2部>面談枠2-①、面談枠2-②、面談枠2-③、面談枠2-④
<休憩>
<第3部>面談枠3-①、面談枠3-②、面談枠3-③
面談の順番について次の条件があるとき、その組合せは何通りあるか。
・A、B、Cの3人は、第1部または第3部のいずれかの部でまとめておこなう。
・AとDは、いずれかの部の最初におこなう。
・Fは、いずれかの部の最後におこなう。
・Eは、Dの直後におこなう。
・GとHは、同じ部でおこなう。
選択肢
正解:D
面談枠を1~10番とする。A、B、Cを第1部(1~3番)にまとめる場合、Aは1番で固定。B、Cの並びは2通り。Dは4番か8番だが、EがDの直後なのでDは4番(Eは5番)または8番(Eは9番)となる。Dが4番のとき、残る枠にF、G、H、I、Jを入れる。Fは部の最後(3、7、10番)だが3番は埋まっているため7番か10番。G、Hは同じ部なので第2部か第3部の空き枠に入る。これを計算すると、A、B、Cが第1部のときは144通り。第3部のときも同様に144通りとなり、合計288通り。
この問題は「動かせない枠」から順に埋めていくのがコツです。
まず、ABCが第1部か第3部のどちらかを独占するため、場所の選び方は2通りです。その部の中で「Aは最初」という決まりがあるため、残りの枠にBとCが入る並び方は2通りとなります。
次に、DEの配置です。「AとDは最初」「EはDの直後」という条件から、ABCがいないほうの部の1番目にD、2番目にEが入ることが決まります。
Fは「各部の最後」というルールがありますが、ほかの枠が埋まるため、Fの居場所も自動的に1箇所に定まるのです。
最後に、同じ部に入るGHなどの残りメンバーの配置を計算すると72通りとなります。
これらをすべて掛け合わせると、2×2×72=288通りとなり、正解はDです。
問題8(難易度:★★★☆☆)
問題
ある特定の条件を持つ対象を判定する検査において、判定結果が示されたときに、その対象が実際にその条件を満たしている確率(条件付き確率)に関する問題である。
ある地域において、特定のウイルスに感染している人の割合が20%であるとする。このウイルスへの感染の有無を判定する検査キットを導入したところ、このキットは、実際に感染している人を95%の確率で「陽性」と判定し、感染していない人を95%の確率で「陰性」と判定する性能を持っている。
いま、この地域の一人が検査を受け、結果が「陽性」であったとき、この人が実際に感染している確率はA%である。また、この「陽性」と判定された人について、もう一度同じ検査をおこない、再び「陽性」と判定されたとき、実際に感染している確率はB%である。
A、Bに当てはまる値として最も妥当な組合せはどれか。なお、計算結果は小数第2位を四捨五入するものとする。
選択肢
正解:C
まずAを求める。実際に感染している人(0.2)が正しく陽性と判定される確率は0.2×0.95=0.19。感染していない人(0.8)が誤って陽性と判定される確率は0.8×0.05=0.04。陽性判定の合計は0.23であり、実際に感染している確率は0.19÷0.23=0.826……となり、約82.6%となる。
次にBを求める。感染者が2回連続で陽性となる確率は0.2×0.95×0.95=0.1805。非感染者が2回連続で陽性となる確率は0.8×0.05×0.05=0.002。2回連続陽性の合計は0.1825であり、実際に感染している確率は0.1805÷0.1825=0.989……となり、約98.9%となる。計算結果にもとづくと、修正後の選択肢ではCが正解となる。
問題9(難易度:★★★☆☆)
問題
複数の袋の間でカードを移動させた後、一つの袋から1枚のカードを取り出すときの確率を求める問題である。各工程におけるカードの組合せと、移動後の袋の中身を整理して答えを導き出しなさい。
三つの袋A、B、Cがあり、それぞれに「赤」または「白」のカードが3枚ずつ入っている。袋Aには赤が3枚、袋Bには赤が1枚と白が2枚、袋Cには白が3枚入っている。 それぞれの袋から2枚ずつカードを同時に取り出し、袋Aから取り出した2枚を袋Bに入れ、袋Bから取り出した2枚を袋Cに入れ、袋Cから取り出した2枚を袋Aに入れる。この操作の後、袋を一つ選び、その中から1枚のカードを取り出すとき、そのカードが「赤」である確率はいくらか。 ただし、各袋からカードを取り出す確率はそれぞれ等しく、また、袋A、B、Cを選ぶ確率もそれぞれ等しいものとする。
選択肢
正解:B
移動前の状態は、A(赤3)、B(赤1、白2)、C(白3)である。Aからは赤2枚、Cからは白2枚が確定で取り出される。袋Bからの取り出し方で分ける。
(1)Bから白2枚を取り出す確率(1/3):移動後のAは(赤1、白2)、Bは(赤1、赤2)つまり(赤3)、Cは(白1、白2)となり、赤を引く確率は 1/3×(1/3+3/3+0/3)=4/9。
(2)Bから赤1枚、白1枚を取り出す確率(2/3):移動後のAは(赤1、白2)、Bは(赤2、白1)、Cは(白1、赤1、白1)となり、赤を引く確率は 1/3×(1/3+2/3+1/3)=4/9。
どちらの場合も4/9となるため、正解はBである。
まず全体像を把握することから始めます。赤のカードは全部で4枚、白は5枚あり、カードの合計は9枚です。
次にカードの移動を考えます。A、B、Cから2枚ずつ隣の袋へ移す操作は、中身を入れ替えているだけで、カードが消えることはありません。
ここでポイントとなるのが確率の「公平性」です。どの袋も選ばれる確率は等しいため、最終的に1枚引くという行為は、「9枚全部が入った大きな箱から、適当に1枚引く」のと同じことになります。
カードがどこへ移動しても、袋を選ぶ確率が同じであれば、場所の偏りは相殺されます。したがって、求める確率は「全9枚中の赤4枚」で4/9となり、正解はBです。
問題10(難易度:★★★☆☆)
問題
ある集団の属性および選択に関する複数の条件から、各区分に該当する人数を論理的に導き出し、指定された条件と人数が一致するものを選択肢から選びなさい。
ある会社で、社員120人が夏季休暇の行き先として、北海道か沖縄のどちらか一方を選択した。この社員たちの性別、宿泊形態、行き先について、次のことがわかっているとき、「男性でキャンプを選択して沖縄に行く社員」と人数が等しくなるのは次のうちどれか。
・男性は70人、女性は50人である。
・宿泊形態をホテルとした社員は90人、キャンプとした社員は30人である。
・行き先を北海道とした社員は60人、沖縄とした社員は60人である。
・女性で沖縄に行く社員は40人である。
・「女性でキャンプを選択して北海道に行く社員」と、「男性でキャンプを選択して北海道に行く社員」は、共に15人である。
選択肢
正解:E
行き先と性別を整理する。沖縄(60人)のうち女性が40人なので、男性は20人。北海道(60人)のうち残りの女性は10人、男性は50人となる。次にキャンプ(30人)の配分を見ると、条件より「女性・北海道」に15人、「男性・北海道」に15人いる。これで30人全員が埋まるため、残る「男性・沖縄」と「女性・沖縄」のキャンプ選択者は0人である。したがって、問われている「男性でキャンプを選択して沖縄に行く社員」は0人となる。選択肢の中で同じく0人となるのは、キャンプの定員が既に埋まっている区分である「女性でキャンプを選択して沖縄に行く社員」である。
まず、キャンプ組30人の内訳を確認しましょう。条件より、キャンプ派の「女性・北海道(15人)」と「男性・北海道(15人)」で、すでにキャンプ枠の30人はすべて埋まっています。
次に、ターゲットの特定をおこないます。キャンプ枠が満杯ということは、今回探している「男性・キャンプ・沖縄」は0人であることが確定します。
同じように、キャンプ派は全員が北海道希望なので、「女性・キャンプ・沖縄」も0人です。
よって、どちらも0人で人数が等しくなるため、正解はEとなります。
「特定の枠がすでに埋まっている」という事実に気付くことができれば、残りの検討時間を大幅に短縮し、素早く正解にたどり着くことができますよ。
問題11(難易度:★★★☆☆)
問題
ある集団を対象とした複数の項目に関する経験や所有の状況について、提示された条件にもとづいて特定の区分に該当する人数を導き出しなさい。
ある大学の学生60人について、テニス、卓球、水泳、登山の4種類のアクティビティの経験を調査した。次のことがわかっているとき、卓球のみを経験した学生の人数は何人か。
・登山を経験した学生は全員、テニスを経験しており、かつ、卓球を経験している。
・1種類のみ経験した人数、2種類のみ経験した人数の2倍、3種類のみ経験した人数の4倍、4種類すべてを経験した人数の8倍は、いずれも同じであった。
・水泳を経験した学生について、水泳のみ経験した人数、水泳を含む2種類のみ経験した人数、水泳を含む3種類のみ経験した人数、4種類全てを経験した人数は、いずれも同じであった。
・テニスを経験した学生は37人であり、このうち、テニスと水泳の2種類のみを経験した学生は1人であった。
選択肢
正解:D
4種類すべてを経験した人数をxと置く。条件より「1種類のみ」は8x人、「2種類のみ」は4x人、「3種類のみ」は2x人となる。全体の人数60人から各層をxで表して合計(8x+4x+2x+x=15x)すると15x=60より、x=4が導き出される。
これより「1種類のみ」は32人、「2種類のみ」は16人、「3種類のみ」は8人、「4種類のみ」は4人となる。
また、水泳経験者の各層(1種類〜4種類)は条件より同数なので、いずれもx=4人ずつである。
テニス経験者37人の内訳は、テニスのみ、テニスと水泳(1人)、テニスと卓球(16-4=12人)、テニスと卓球と水泳(4人)、テニスと卓球と登山(4人)、4種類すべて(4人)の合計である。
37=(テニスのみ+1+12+4+4+4)より、テニスのみの人数は12人となる。
1種類のみを経験した32人のうち、登山のみは0人、水泳のみは4人、テニスのみは12人なので、残りの 32-(0+4+12)=16人が「卓球のみ」の人数となる。
登山の条件と経験した種類の比率から、重なりのない「1種類のみ」の内訳を逆算します。
まず、各層の人数比からx+2x+4x+8x=60という式を立て、x=4を導きましょう。これにより、1種類のみ経験した人の合計が32人だとわかります。
次に、その32人の内訳を考えます。「水泳のみ」は4人です。また、登山経験者は全員がほかの競技も経験しているため、「登山のみ」は0人となります。
さらにテニス経験者37人から、ほかの競技と重なっている分を差し引くと、「テニスのみ」は12人と特定できるのです。
最後に、1種類のみの合計32人から「水泳のみ(4人)」と「テニスのみ(12人)」を引くと、残った16人が「卓球のみ」となります。
このように全体から既知の数字を引くことで、正解が導き出せます。
問題12(難易度:★★★☆☆)
問題
溶液の濃度変化に関する問題である。溶質(食塩)の量に着目して方程式を立て、未知の数値を導き出しなさい。
ある容器に濃度15%の食塩水が入っている。ここに食塩80gを加え、さらに加熱して230gの水を蒸発させた。 その後、濃度20%の食塩水150gを加えたところ、最終的な濃度は25%になった。 最初にあった食塩水は何gか。
選択肢
正解:C
最初の食塩水をxgとする。
最初に含まれる食塩の量は、15%=0.15より0.15xg
ここに食塩80gを加えると、0.15x+80g
さらに、20%の食塩水150gに含まれる食塩は、150×0.2=30g
よって最終的な食塩の量は、
0.15x+80+30
=0.15x+110
次に全体の重さは、x+80-230+150
=x
最終濃度が25%なので、(0.15x+110)÷x=0.25
0.15x+110=0.25x
110=0.10x
x=1,100
本問は、計算を始める前に「全体の重さの変化」を確認するのがコツです。
まず、投入した「食塩80g+食塩水150g=計230g」と、蒸発させた「水230g」が同じ量である点に注目しましょう。これにより、最終的な全体の重さは、最初の重さxグラムから変わっていないことがわかります。
次に、中身の「食塩の重さ」だけを数えます。最初の食塩(0.15x)に、新しく加わった食塩110g(80gと、150gの20%分である30g)を加えたものが、最終的な食塩の量(0.25x)と等しくなるのです。
最後に、「0.15x+110=0.25x」というシンプルな式を解くと、x=1,100が導かれます。全体の重さが変わらない事実に気付けば、計算を大幅に短縮できます。
問題13(難易度:★★★☆☆)
問題
A、B、Cの三人が、同じ出発地点から同じ道を通って、一定の速さで目的地まで移動したときの時刻や速さに関する問題である。提示された条件から距離や所要時間を導き出し、正しい答えを選びなさい。
A、B、Cの三人が同じ場所から同じ道を通って目的地へ向かった。
Aは、Bの出発12分前に出発し、Cの到着5分後に到着した。
Bは、Cの出発10分後に出発し、Aの到着12分後に到着した。
三人はそれぞれ一定の速さで移動し、Bは分速80m、Cは分速100mだった。
Aの速さは何m/分か。
選択肢
正解:D
同じ道を進むので、三人の進んだ距離は同じ。目的地までの距離を考える。
Aの出発はBより12分前、Bの出発はCより10分後なので、AはCより2分前に出発している。
また、Aの到着はCの到着5分後なので、Aの移動時間はCより2+5=7分長い。
よって、Aの移動時間=Cの移動時間+7分だとわかる。
次に、BはAの到着12分後に到着する。
BはAより12分遅く出発し、12分遅く到着しているので、AとBの移動時間は同じ。
よって、Bの移動時間=Aの移動時間だとわかる。
したがって、Bの移動時間=Cの移動時間+7分だと求められる。
Cの移動時間をx分とすると、Bの移動時間=x+7分
同じ距離なので、
100x=80(x+7)
100x=80x+560
20x=560
x=28
よって、Cの移動時間=28分、Aの移動時間=35分と導き出せる。
目的地までの距離は100×28=2,800m
Aの速さは2,800÷35=80、Aの速さは分速80mが正解である。
本問は、複数の登場人物の動きを「基準となるCさんとの時間差」に集約して整理するのが鍵です。
まずCさんを基準にすると、Aさんは「2分早く出発」し「5分遅く到着」したため、移動時間はCさんより7分長いことがわかります。
また、BさんはAさんに対して出発も到着も「12分遅い」ため、移動時間はAさんと等しくなるのです。
BさんとCさんの速さの比は4:5なので、かかる時間の比は逆の5:4になります。この比の差「1」が、先ほど求めた「7分」に相当するため、Bさんの時間は35分、Cさんの時間は28分と導き出せます。
全体の距離はCさんの数値から、分速100m×28分=2,800mです。Aさんの移動時間はBさんと同じ35分なので、2,800mを35分で割ると、Aさんの速さは分速80mとなります。
Bさんとの関係性を見抜けば計算自体はシンプルです。
問題14(難易度:★★★☆☆)
問題
川を航行する二つの船の速さや所要時間に関する条件から、川の流れの速さや船の静水時の速さを導き出しなさい。なお、川の流れの速さおよび船の静水時の速さは常に一定であるものとする。
ある川の下流にあるA地点から上流にあるB地点までの距離は6,000mである。船Pは、A地点を出発してB地点に向かったところ、船PがA地点を出発する15分前にA地点を出発してB地点に向かっていた船Qと同時にB地点に到着した。
船Pの静水時の速さは川の流れの速さの6倍であるが、川岸からこれを見ていた人には、船Pの速さは船Qの速さの5/4倍であるように見えた。このとき、川の流れの速さはいくらか。
選択肢
正解:C
川の流れの速さをx(m/分)とおく。
船Pは上流へ向かうため、川岸から見た実際の速さは6x-x=5x(m/分)となる。
川岸から見た船Pの速さ(5x)は船Qの速さの5/4倍なので、船Qの実際の速さは5x÷(5/4)=4x(m/分)である。
距離6,000mを移動するのにかかる時間は、以下の通りとなる。
・船P:6000/5x(分)
・船Q:6000/4x(分)
船Qは船Pより15分長くかかっているので、以下の方程式が成り立つ。
6000/4x=6000/5x+15
この式を整理すると、
1500/x=1200/x+15
300/x=15
15x=300
x=20
したがって、川の流れの速さは20m/分である。
方程式を立てる前に「速さの比」を整理し、時間の比へつなげて考えましょう。
まず、川の流れの速さを1とすると、上りに進む船Pの速さは「6-1=5」と表せます。この速さが船Qの5/4倍であることから、船Qの速さは4となります。つまり、上りの速さの比はP:Q=5:4です。
同じ距離を進むとき、時間の比は速さの逆になるためP:Q=4:5となります。この比の差である「1」が条件にある「15分の差」にあたるので、船Pが走った時間は15×4=60分とわかります。
船Pは6000mを60分で進むため、実際の上りの速さは分速100mです。これが比の5にあたるので、川の流れ(比の1)は100÷5=分速20mとなります。
川の流れを一つの定数としてとらえ、比率で考えるのがコツです。
問題15(難易度:★★★☆☆)
問題
ある商品の仕入れと販売に関する次の問いに答えなさい。なお、商品の原価や売上高、利益率の関係にもとづき、方程式を用いて正しい個数を導き出すこと。
ある商品を150個仕入れ、原価に対して4割の利益を上乗せして定価を設定し、販売を開始した。全体の6割の商品が売れたところで、残りの商品を定価の2割引きにして販売した。さらに、閉店時間が近づいたため、最後は定価の6割引きにして販売したところ、すべての商品が売り切れた。全体としては、原価に対して12%の利益を得ることができた。
このとき、定価の2割引きで販売された商品は何個か。
選択肢
正解:A
1個あたりの原価を100円とする。
①定価
原価に4割の利益を上乗せしているので、100×1.4=140円
②最初に定価で売れた個数
150個の6割なので、150×0.6=90個
③残りの商品
150-90=60個。このうち、定価の2割引きで売れた個数をx個とする。すると、定価の6割引きで売れた個数60-x個
④販売価格
定価140円の2割引き→140×0.8=112円。6割引き→140×0.4=56円
⑤全体売上
原価総額は150×100=15000円。全体で12%の利益なので、売上総額は15,000×1.12=16,800円
⑥方程式を立てる
定価販売の売上90×140=12,600円
2割引き販売:112x円、6割引き販売:56(60-x)円
合計が16,800円より、12,600+112x+56(60-x)=16,800
⑦計算
12,600+112x+3,360-56x=16,800
15,960+56x=16,800
56x=840
x=15
本問は、合計金額ではなく「利益の過不足」に注目して解きましょう。
原価を100と仮定すると、目標とする平均利益は+12です。まず、定価で売った90個は、1個あたりの利益が+40となり、目標より28多い「貯金」ができます。次に、2割引(x個)は利益が+12で目標と同じなので、全体の平均には影響しません。
一方、6割引(60-x個)は利益が-44となり、目標より56も「不足」します。全体の平均を目標通りにするには、定価で得た貯金の合計(90×28=2,520)と、6割引による不足の合計(56×(60-x))が釣り合えば良いのです。
2,520=56×(60-x)という式を計算すると、45=60-xとなり、x=15が導き出せます。これにより、正解はAと確定します。
問題16(難易度:★★★☆☆)
問題
次のような一定の規則にしたがって並んでいる数列がある。提示された規則性を正しく見いだし、指定された番目の数を求めなさい。
次のような一定の規則にしたがった数列がある。15番目に該当する数は次のうちどれか。
2, 5, 12, 27, 58, 121, 248, 503, 1014, ……
選択肢
正解:C
この数列は、「前の項を2倍して、そこに(番目)を加える」という規則になっている。
具体的には、2番目:2*2+1=5、3番目:5*2+2=12、4番目:12*2+3=27……という形である。
一般項を a(n) とすると、a(n+1)=2a(n)+nと表せる。
この漸化式にしたがって順に計算をすすめていくと、14番目は32,753、15番目の数は65,520となるため、正解はCである。
問題17(難易度:★★★☆☆)
問題
次の筆算の空欄(□)には、それぞれ0〜9のいずれかの数字が一つずつ当てはまる。筆算の構造を論理的に分析し、指定された箇所の数字を導き出しなさい。
次の掛け算の筆算において、空欄には0〜9の数字が入る。ア、イ、ウに当てはまる数字の合計はいくらか。
□ 0 □
× □ 6 □
―――――――
□ 2 4
□ □ 4
2 □ □
―――――――
ア イ ウ 6 4
選択肢
正解:D
掛けられる数をA0B、掛ける数をC6Dとする。1段目の計算はA0B×D=□24となる。十の位が0であるため、B×Dの下二桁がそのまま24(または繰り上がりを含む数値)になる必要がある。これよりB=4、D=6と仮定すると、104×6=624となり、条件を満たす。2段目の計算はA0B×6=□□4であり、104×6=624となるため下一桁の4と合致する。3段目の計算はA0B×C=2□□であり、A=1のときC=2であれば104×2=208となり、百の位が2の条件を満たす。全体を計算すると104×266=27,664となる。したがって、ア=2、イ=7、ウ=6であり、ア+イ+ウの合計は15となるため、正解はDである。
問題18(難易度:★★★☆☆)
問題
以下の設問を読み、正しい選択肢を一つ選べ。
ある企業では、顧客500人に対して招待状を送付することになり、「宛名書き」の後に、別の担当者が「封入・封緘(ふうかん)」作業をおこなうこととした。この作業の進捗について、以下の条件がわかっている。
初日終了時点:
「宛名書きのみ完了」および「封緘まで完了」したものの合計は、全体のr%であった。
二日目の作業:
・初日終了時点で未着手であったもののうち、そのr%について「宛名書き」を完了させた(これらは封緘まではおこなわなかった)。
・初日終了時点で宛名書きのみ完了していたもののうち、そのr%について「封緘」を完了させた。
二日目終了時点の結果:
・「宛名書きのみ完了」が96人分
・「宛名書きおよび封緘まで完了」が84人分
・「未着手」が320人分
このとき、初日終了時点で「宛名書きおよび封緘まで完了」していたのは何人分か。
選択肢
正解:E
まず、比率rを求める。全体の人数は500人。二日目終了時の未着手人数から、比率rを逆算する。初日終了時の未着手は、500*(1-r/100)人。二日目終了時の未着手は、さらにその(1-r/100)倍となる。
500*(1-r/100)^2=320
(1-r/100)^2=320/500=0.64
1-r/100=0.8(0.8の2乗が0.64であるため)
r/100=0.2
よって、r=20(%)となる。
次に、初日終了時の内訳を特定する。初日の着手済み合計(宛名書き完了+封緘完了)は全体の20%なので、500*0.2=100人分である。
ここで、初日終了時点の各人数を以下のように置く。
・封緘まで完了した人数(求める値):x
・宛名書きのみ完了した人数:y
x+y=100-(1)
さらに、二日目終了時の封緘完了数から方程式を立てる。二日目終了時の「封緘まで完了(84人)」の内訳は、「初日に完了していたx人」+「二日目に新たに封緘された人数」となる。二日目に新しく封緘されたのは、初日に「宛名書きのみ」だったy人の20%である。
x+(y*0.2)=84-(2)
最後に、方程式を解く。
(1)よりy=100-xを(2)に代入する。
x+0.2(100-x)=84
x+20-0.2x=84
0.8x=64
x=80
したがって、初日終了時点で封緘まで完了していたのは80人分となる。
問題19(難易度:★★★☆☆)
問題
下記の図のように、5×5のマス目状に区切られた土地がある。各マス目の数字は、その土地をならすために必要な「整地費用(万円)」を表している。左上の地点Sから右下の地点Gまで、隣接するマス目を縦または横に移動して道を作るとき、移動経路の全マス目に舗装費用として1マスにつき150万円が掛かるものとする。条件を満たす道を作るのに必要な最小の合計費用を求めなさい。なお、SおよびGの地点の整地費用は0円であるが、舗装費用は発生する。
以下の整地費用が設定された5×5のマス目において、SからGまで最短距離(9マス)で到達する場合の、最小の合計費用(整地費用と舗装費用の合計)はいくらか。
(マス目の数字:整地費用、単位:万円)
S 8 5 4 6
3 9 7 2 8
6 4 1 5 3
9 8 3 6 4
7 5 9 2 G
選択肢
正解:B
舗装費用は1マス150万円であり、最短ルートである9マスを通るため、150*9=1,350万円が固定で掛かる。したがって、整地費用の合計を最小にする経路を特定すれば良い。
各マスへの到達最小費用を順に計算すると、以下の経路が最小となる。
S→3→6→4→1→3→6→2→G
この経路を通る際の整地費用の合計は、3+6+4+1+3+6+2=25万円である。
したがって、合計費用は1,350+25=1,375万円となるため、正解はBである。
この問題は、最短経路(9マス)という制約があるため、移動は「右」か「下」のみに限定されます。ミスを防ぐには、各マスに到達するまでの「最小の積み上げ費用」を左上から順に確定させていくのがコツです。
まず、150万円×9マス=1,350万円という、どのルートでも変わらない「固定コスト」を把握します。そのうえで、2列目の「9」や5列目の「8」といった高い数値のマスを避けるルートを模索します。
具体的には、中央にある「1」を通過するルートが有力です。Sから下へ進み「3→6」、そこから右へ「4→1」、さらに下へと進むルートを辿ると、整地費用は合計「25万円」まで抑えられます。
固定費と合わせて、1,350万円+25万円=1,375万円となり、正解はBです。
目先の数字に惑わされず、全体を構造的にとらえて最小コストを弾き出す力が試される問題です。
問題20(難易度:★★★☆☆)
問題
xy平面上の放物線を平行移動させた後の二次関数について、指定された範囲(定義域)における最大値および最小値を求めなさい。
xy平面上において、放物線y=2.5x^2-5x+7.5をx軸方向に2、y軸方向に-3だけ平行移動して得られる放物線について、定義域を1<=x<=5とするとき、yの最大値および最小値の組合せとして正しいものはどれか。最大値 / 最小値
選択肢
正解:D
元の式を平方完成するとy=2.5(x-1)^2+5となり、頂点は(1,5)である。
これをx軸方向に2、y軸方向にマイナス3移動させると、新しい頂点は(3,2)となり、式はy=2.5(x-3)^2+2となる。
定義域1<=x<=5において、頂点のx座標(x=3)は定義域内にあるため、このとき最小値2をとる。
また、最大値は軸x=3から最も離れた端点(x=1またはx=5)でとるため、x=5を代入するとy=2.5(5-3)^2+2=12となり、最大値は12をとる。
したがって、正解はDである。
問題21(難易度:★★★☆☆)
問題
三角形の辺上にある点から、他の二つの辺に対して垂線を下ろした図形の問題である。面積の分割と比の関係を用いて、未知の長さを導き出しなさい。
AB=12、AC=18、BC=15の三角形ABCにおいて、辺BC上の点Dから、辺ABおよび辺ACへ垂線を下ろし、それぞれの交点をE、Fとする。BD=xとするとき、DE:DF=3:2であるならば、xの値はいくらか。
選択肢
正解:B
三角形ABCを線分ADで2つの三角形に分けると、三角形ABDと三角形ACDの面積の合計は三角形ABCの面積に等しくなる。DE=3k、DF=2k(k>0)とおくと、それぞれの三角形の面積は以下の通りとなる。
三角形ABD=1/2×12×3k=18k
三角形ACD=1/2×18×2k=18k
これより、2つの三角形の面積比は18k:18k=1:1である。
頂点Aを共有し、底辺が一直線上(辺BC上)にある2つの三角形の面積比は、底辺の長さの比に等しい。
したがって、BD:DC=1:1となり、点Dは辺BCの中点であることがわかる。
BC=15であるから、x=BD=15×1/2=7.5となる。
よって、正解はBである。
問題22(難易度:★★★★☆)
問題
次の各問いについて、条件を満たす数字の組合せとして最も妥当なものを選びなさい。なお、素数とは1及びその数自身のほかに約数を持たない2以上の整数を指す。
ある金庫のダイヤル錠を解錠するために、一桁のそれぞれ異なる素数を一つずつ使ってできる4桁の整数を設定した。この4桁の整数から 11を引いたところ、引いてできた数も4桁の整数であり、その各桁の数字を大きい順に並べ替えたところ、4つの数字のすべてが素数となった。この条件を満たす元の4桁の整数のうち、百の位に使用され得る数字の組合せとして正しいものはどれか。
選択肢
正解:E
1. 条件の整理
・元の数字:2, 3, 5, 7 (これらを1回ずつ使用する)
・引いた後の数の素材:各桁を並べ替えるとすべて素数になるため、各桁は 2, 3, 5, 7 のいずれかである。
2. 下二桁の検証
元の4桁の整数を「N」、引いた後の数を「M=N-11」とします。
Nの下二桁から 11 を引いたとき、結果の各桁が 2, 3, 5, 7 のいずれかになる組み合わせを探します。
・一の位の検討
元の数の一の位から 1 を引いて素数(2, 3, 5, 7)になるのは、元の位が「3」の場合のみです(3 – 1 = 2)。
・十の位の検討
元の数の十の位から 1 を引いて素数になるのは、元の位が「3, 4, 6, 8」の場合です。元の素材(2, 3, 5, 7)の中で当てはまるのは「3, 7」ですが、3は一の位で使っていると仮定すると「7」が候補になります。
3. 具体的な成立例
たとえば、元の数を「2,573」とした場合で計算してみます。
2,573-11=2,562
この場合、「6」が含まれるため条件を満たしません。
次に、繰り下がりがないパターンで各桁が素数になる組み合わせを精査すると、百の位と千の位は11を引いても数字が変わらないため、素材である2, 3, 5, 7のどれを百の位に置いても、他の桁の調整次第で条件を満たす数を作ることが可能です。
4. 結論
素材となるすべての素数(2, 3, 5, 7)が、条件を満たす数字の百の位になり得ます。
「11を引く」という操作がどの桁に影響を及ぼすか見極めましょう。
元の数字(2、3、5、7)はいずれも「1」より大きいので、一の位が1である11を引いても十の位からの繰り下がりは発生しません。つまり、千の位と百の位の数字は計算前後で変化しないことが確定します。
さらに、「引いた後の各桁がすべて素数」であるためには、引き算によって変化しない百の位自体が素数である必要があるのです。元の数字はすべて素数であるため、どの数字を百の位に置いてもこの前提をクリアします。
次に下二桁(十・一の位)で条件を満たすペアを精査します。百の位は引き算で変わらないため、素数を置いておけば、引き算の後も素数になります。また、素数を百の位に置いたとき、ほかの桁をうまく並び替えて「引き算の後にすべての桁が素数になる」数を作ることが可能です。
よって、百の位には 2、3、5、7のすべてが入るため、正解はEとなります。
問題23(難易度:★★★★☆)
問題
3種類のアイテムを組み合わせて、指定された合計金額と合計個数にする問題です。不定方程式を利用して、正しい個数の組合せを導き出しなさい。
事務用品店で、1本30円の鉛筆、1本80円のボールペン、1本130円の万年筆を合わせて40本注文したところ、送料を含む代金の合計はちょうど3,500円であった。送料が200円であるとき、注文した鉛筆の本数は何本か。
選択肢
正解:D
鉛筆をx本、ボールペンをy本、万年筆をz本とする。
個数の合計より、x+y+z=40 ……(1)
商品の代金合計は3,500-200=3,300円なので、
30x+80y+130z=3,300
10で割ると、3x+8y+13z=330 ……(2)
(1)よりy=40-x-zを(2)に代入して整理すると、5x-5z=10、すなわちx-z=2、x=z+2となる。
これを(1)に代入すると、(z+2)+y+z=40より、y=38-2zとなる。
ここで、すべての本数は1本以上である必要がある。
y=38-2z≧1より、zは18以下。
また、x=z+2においてzが大きくなるほどxも大きくなる。
選択肢を確認する。z=24のときx=26となるが、y=38-48=-10となり不適。
z=11のときx=13、y=16となり成り立つが、鉛筆の本数を問われている。
z=24のときx=26、y=38-48で不適。
妥当なzを探すと、x=26のときz=24でyが負になる。
一方、z=9のときx=11、y=20で成り立つ。
z=24のとき、x=26。
計算し直すと、x=26のときz=24。y=40-26-24=-10。
正しい組合せは、yが正になる範囲で選択肢にある鉛筆の本数xを導く。
x=26が正解となるためには、z=24でなければならず、これはyが負になり誤り。
検討し直すと、x=26のとき30×26=780。
xが最大となるのは、zが最小の1のとき、x=3、y=36。
x=26、y=10、z=4のとき、26+10+4=40、30×26+80×10+130×4=780+800+520=2,100で不適。
最初の式5x-5z=10を不適とし、5z-5x=10として再計算する。
3x+8(40-x-z)+13z=330より、-5x+5z=10、すなわちz-x=2、z=x+2である。
これを(1)に代入して、x+y+(x+2)=40より、y=38-2xとなる。
y≧1より、38-2x≧1、x≦18.5となる。
よって、鉛筆の本数xとしてあり得るのは11本と16本。
x=16のとき、z=18、y=6。16+6+18=40、3016+806+130*18=480+480+2,340=3,300。
よって16本が正解。選択肢Bが妥当。
総額から送料200円を除いた「3,300円」を真の予算と考えて計算しましょう。
まず、個数式x+y+z=40と、簡略化した金額式3x+8y+13z=330を立てます。
次に、ボールペン(y)を消去するため、個数式を8倍して金額式との差を取りましょう。すると5z-5x=10、つまり「z-x=2(万年筆は鉛筆より2本多い)」という関係が明らかになります。
この関係を個数式へ代入するとy=38-2xとなり、鉛筆(x)が19本以上になると、ボールペン(y)が0本以下になることが判明し、19本を超える選択肢D(26本)などは論理的に除外されます。
このように計算すると、正解はB(16本)と確定するのです。複雑な事象から「不変の関係性」を抜き出すようにしましょう。
問題24(難易度:★★★★☆)
問題
5つの異なる価格の商品の中から、5人がそれぞれ別の一つの商品を選び、同じ個数ずつ購入したときの支払額に関する問題である。提示された条件から、各人が購入した商品の単価および購入個数を導き出し、各選択肢の正誤を判断しなさい。
あるパン屋では、あんパン、カレーパン、メロンパン、クロワッサン、サンドイッチの5種類の商品を販売しており、A〜Eの5人が、互いに異なる1種類の商品を同じ個数ずつ購入した。1個当たりの値段は、160円、200円、240円、280円、320円のいずれかであった。次のことがわかっているとき、確実にいえるのはどれか。
・AとEの購入額の合計は、BとDの購入額の合計より高かった。
・AとBの購入額の合計と、CとEの購入額の合計は、同じであった。
・BとCの購入額の合計と、AとDの購入額の合計は、同じであった。
・Eの購入額からAの購入額を引いた額は、1,200円であった。
選択肢
正解:A
単価をa〜e、購入個数をNとする。単価は40円刻みである。条件より、
(1)a+e>b+d
(2)a+b=c+e
(3)b+c=a+d
(4)(e−a)N=1,200
となる。
(2)よりa−c=e−b、(3)よりa−c=b−dとなり、a−c=e−b=b−dが導かれる。単価は等差数列なので、この等式を満たすのは単価が低い順にd、c、a、b、eまたはe、b、a、c、dのいずれかである。(1)より、a+e>b+dを満たすのは前者であり、d(160)、c(200)、a(240)、b(280)、e(320)と特定される。このときa−c=40円なので、(4)より(320−240)N=1,200、80N=1,200、N=15個となる。よって、Cの単価が200円という選択肢はなく、aが240円であるAが正しい。
単価が40円刻みの等差数列であることを利用し、各人の位置関係を特定するのが早いです。
まず、条件(2)と(3)を「代金の差」として整理すると、a-c=e-b=b-dという式が導かれます。これは5人の単価がすべて同じ間隔で並んでいることを示しているのです。
さらに条件(1)を合わせると、単価の低い順に d(160円)、c(200円)、a(240円)、b(280円)、e(320円) と順番が一意に定まります。
最後に条件(4)から「EとAの単価の差×個数N=1,200円」という式を立てましょう。(320-240)×N=1,200 を計算すると、購入個数 N=15 が導かれます。
よって、Aの単価240円、Cの単価200円、個数15個が確定します。
問題25(難易度:★★★★☆)
問題
指定された枚数の数字の札をすべて使用して、条件に合う整数を作るときの並び順に関する問題です。場合の数の考え方を用いて、大きい方(または小さい方)から数えて特定の順位になる数字を導き出しなさい。
数字の0が書かれた札が5枚、数字の1が書かれた札が4枚ある。これらの9枚の札をすべて使用して9桁の2進法の数を作るとき、できる2進法の数のうち、大きい方から数えて54番目の数はいくつか。
選択肢
正解:C
最左位は1に固定される。残りの8枠に、1が3つと0が五枚並ぶ。全体の個数は、8箇所のうち1が入る3箇所を選ぶ組合せなので、(8×7×6)÷(3×2×1)=56通りある。大きい方から54番目は、小さい方から数えて56-54+1=3番目となる。最も小さい(56番目)数は1を右端に集めた100,000,111であり、次に小さい(55番目)数は100,001,011である。その次に小さい(54番目)数は、さらに1を左にずらした100,001,101となる。よってCが正解である。
問題26(難易度:★★★★☆)
問題
5人のメンバーが、それぞれ自分の好みの中から1種類のアクティビティまたはメニューを選択するとき、特定の条件を満たす組合せの総数を求めなさい。
ある合宿の夕食で、カレー、パスタ、ハンバーグ、オムライス、うどんの5種類のメニューが提供され、A〜Eの5人が、それぞれ好みの1種類を選んで食べる。好みのメニューは、Aはカレーとパスタとオムライス、Bはカレーとパスタとうどん、Cはハンバーグとうどん、Dはオムライスとハンバーグ、Eはパスタとハンバーグとうどんである。また、オムライスとハンバーグについては、いずれも誰かが選ぶ必要があるが、それ以外の種類については選ばれなくてもかまわない。このとき、A〜Eが選ぶメニューの組合せは何通りあるか。
選択肢
正解:B
必須条件である「オムライス」と「ハンバーグ」に着目する。オムライスを好むのはAとD、ハンバーグを好むのはC、D、Eである。
パターン1:Dがオムライスを選ぶとき
ハンバーグを選べるのはCとEである。CかEの少なくとも一人がハンバーグを選ぶ組合せは、全体から二人がハンバーグを選ばない場合を引いて、2×3−1×2=4通り。このときAは3通り、Bは3通りなので、3×3×4=36通り。
パターン2:Dがハンバーグを選ぶとき
オムライスを選べるのはAのみとなるため、Aはオムライスで確定する。残りのBは3通り、Cは2通り、Eは3通りなので、1×3×2×3=18通り。
よって、36+18=54通りとなる。
この問題のキーマンは、オムライスとハンバーグの両方を担当できるDさんです。Dさんの役割によって、ほかのメンバーの選び方が決まります。
まず、Dさんが「オムライス」を担当する場合です。もう一つの必須任務である「ハンバーグ」は、担当できるCさんかEさんのどちらかが引き受ける必要があります。
CさんとEさんのメニューの選び方は 2×3=6通り。ここから「二人ともハンバーグを選ばない」場合の1×2=2通りを引くと、任務を果たせるパターンは4通りとなります。残りのAさん(3種)とBさん(3種)は自由に選べるので、3×3×4=36通りです。
次に、Dさんが「ハンバーグ」を担当する場合です。オムライスができるのはAさんとDさんだけなので、Dさんがハンバーグに回る以上、Aさんが必ず「オムライス」を担当することになります。
残るBさん(3種)、Cさん(2種)、Eさん(3種)は自由に選べるため、1×3×2×3=18通りとなるのです。
これらを合計すると54通りになり、正解はBと確定します。
問題27(難易度:★★★★☆)
問題
A~Jの10人の職員に対する面談を、2回の休憩を挟む3部構成で実施する。提示された条件にもとづき、面談の順番の組合せとして妥当なものを導き出しなさい。
A~Jの10人の職員を次のようなスケジュールで面談することになった。
<第1部> 面談枠1-①、面談枠1-②、面談枠1-③
<休憩>
<第2部>面談枠2-①、面談枠2-②、面談枠2-③、面談枠2-④
<休憩>
<第3部>面談枠3-①、面談枠3-②、面談枠3-③
面談の順番について次の条件があるとき、その組合せは何通りあるか。
・A、B、Cの3人は、第1部または第3部のいずれかの部で連続しておこなう。
・AとDは、いずれかの部の最初におこない、かつ、Fはいずれかの部の最後におこなう。
・EはDよりも先におこない、EとDとの間には休憩一つと面談一人が入る。
・GとHとの間には、少なくとも二人以上の面談が入る。
選択肢
正解:B
EとDの間に休憩一つと面談一人が入る条件から、Dが4番(第2部最初)のときEは2番、Dが8番(第3部最初)のときEは6番となる。A、B、Cは空いている第1部か第3部に入る。
【パターン1】Dが8番、Eが6番のとき、A、B、Cは第1部に入り、Aは1番固定。B、Cは2通り。Fは部の最後(3、7、10番)だが3番は埋まり、Fは7番か10番。残るG、H、I、Jを配置し、GとHが隣り合わず間に一人挟む場合も除外する条件で計算すると64通り。
【パターン2】Dが4番、Eが2番のとき、A、B、Cは第3部に入り、Aは8番固定。同様の制約で計算すると56通り。
合計して120通りとなる。
この問題は、条件が厳しい「EとDの位置」を固定することから始めましょう。
「EとDの間に休憩1つと面談一人が入る」という条件から、Dが4番ならEは2番、Dが8番ならEは6番という2つのパターンに絞られます。
次に、A・B・Cの配置を考えましょう。Aは各部の最初に座る決まりです。もしDが4番でEが2番にいる場合、第1部にA・B・Cが3人並んで座ることはできないため、Aは自動的に8番(第3部)に決まります。
このように枠が決まれば、あとは「部の最後」に座るFの配置や、GとHの間に「2人以上空ける」というルールを考えて残りのメンバーを配置するだけです。
この手順で論理を紐解けば、正解の120通りに辿り着けます。
問題28(難易度:★★★★☆)
問題
ある特定の条件を持つ対象を判定する検査において、判定結果が示されたときに、その対象が実際にその条件を満たしている確率(条件付き確率)に関する問題である。
あるITシステムの通信において、送信される信号の5%がノイズ(異常信号)であるとする。この信号を検知する装置は、異常信号を検知すると80%の確率で「警告」を出し、正常信号を検知すると90%の確率で「警告なし」と判定する。
この装置が「警告」を出したとき、その信号が実際に異常信号である確率はA%である。さらに、この信号に対して精度の高い別の確認をおこない、装置が再び「警告」を出したとする。このとき、二度連続で「警告」が出た信号が実際に異常信号である確率はB%である。
A、Bに当てはまる値として最も妥当な組合せはどれか。
選択肢
正解:A
まずAを求める。異常信号(0.05)が警告を出す確率は0.05×0.8=0.04。正常信号(0.95)が誤って警告を出す確率は0.95×0.1=0.095。警告全体の確率は0.04+0.095=0.135。実際に異常である確率は0.04÷0.135=0.296……(約29.6%)となる。
次にBを求める。異常信号が2回連続で警告を出す確率は0.05×0.8×0.8=0.032。正常信号が2回連続で警告を出す確率は0.95×0.1×0.1=0.0095。2回連続警告の合計は0.0415。実際に異常である確率は0.032÷0.0415=0.771……(約77.1%)となる。したがって、選択肢Aが妥当である。
問題29(難易度:★★★★☆)
問題
複数の袋の間でカードを移動させた後、一つの袋から1枚のカードを取り出すときの確率を求める問題である。各工程におけるカードの組合せと、移動後の袋の中身を整理して答えを導き出しなさい。
3つの箱P、Q、Rがあり、それぞれに数字の書かれたボールが3個ずつ入っている。箱Pには「1」が3個、箱Qには「1」が2個と「2」が1個、箱Rには「2」が3個入っている。
それぞれの箱から同時に1個ずつボールを取り出し、箱Pから出したものを箱Qに、箱Qから出したものを箱Rに、箱Rから出したものを箱Pに入れる。この操作をさらにもう一度繰り返した(合計二度の移動をおこなった)後、箱を一つ選び、その中からボールを1個取り出すとき、そのボールの数字が「1」である確率はいくらか。
ただし、ボールの取り出し方および箱の選び方はすべて等確率とする。
選択肢
正解:C
一度の操作後のボールの個数は、Qから「1」が出るか「2」が出るかで決まる。
(1)一度目にQから「1」が出る確率(2/3):P(1,1,2)、Q(1,1,1)、R(2,2,1)となる。
(2)一度目にQから「2」が出る確率(1/3):P(1,1,2)、Q(1,1,2)、R(2,2,1)となる。
さらに二度目の移動を考える。各箱から1個ずつ出し、P→Q、Q→R、R→Pへ移す。二度目の移動後に各箱にある「1」の個数の期待値を求めると、Pは5/3個、Qは2個、Rは4/3個となる。全9個のボールのうち「1」は5個である。袋を一つ選ぶ確率は1/3なので、1/3×(5/3+2+4/3)÷3=5/9となる。よって正解はCである。
ボールの複雑な移動をあえて追わないことが、ミスのない解き方です。
ボールをどのように箱の間で移動させても、3つの箱の中にある「1」の合計は5個、「2」の合計は4個という事実は変わりません。
ここでポイントとなるのは、最後に「箱を一つ同じ確率で選ぶ」という条件です。箱をランダムに選ぶ以上、ボールがどう動いたとしても、最終的に「1」を取り出す確率は、常に「全体のなかにある『1』の割合」と同じになります。
全ボール数9個に対し、「1」のボールは5個あるので、求める確率は5÷9=5/9であり、正解はCです。
個別の移動に囚われず、全体の「合計数」を俯瞰する視点が、複雑な問題をシンプルに解決する鍵となります。
問題30(難易度:★★★★☆)
問題
ある集団の属性および選択に関する複数の条件から、各区分に該当する人数を論理的に導き出し、指定された条件と人数が一致するものを選択肢から選びなさい。
ある語学学校で、生徒200人が英語かフランス語のいずれかのクラスを受講している。この生徒たちの受講形態、辞書の種類、受講言語について、次のことがわかっているとき、「対面受講で電子辞書を使用して英語を学ぶ生徒」と人数が等しくなるのは次のうちどれか。
・対面受講は120人、オンライン受講は80人である。
・電子辞書を使用する生徒は150人、紙の辞書を使用する生徒は50人である。
・英語を学ぶ生徒は140人、フランス語を学ぶ生徒は60人である。
・フランス語を学ぶ生徒のうち、対面受講は20人である。
・「オンライン受講で紙の辞書を使用して英語を学ぶ生徒」は40人である。
・「対面受講で紙の辞書を使用してフランス語を学ぶ生徒」は10人である。
・紙の辞書を使用する生徒はすべて、英語または対面受講のフランス語のいずれかである。
選択肢
正解:B
言語と受講形態を整理する。フランス語(60人)のうち対面が20人なので、オンラインは40人。英語(140人)のうち対面は120−20=100人、オンラインは80−40=40人となる。
次に紙の辞書(50人)の内訳を考える。条件より「オンライン・英語」が40人、「対面・フランス語」が10人。これで50人全員が埋まるため、その他の区分はすべて電子辞書となる。よって「対面・英語」の紙の辞書は0人。問われている「対面受講で電子辞書を使用して英語を学ぶ生徒」は100−0=100人。
一方、選択肢Dの「オンライン・紙・フランス語」は、紙の辞書の配分ですでに0人と確定しているため、人数が一致しない。精査の結果、正解はBである。
問題31(難易度:★★★★☆)
問題
ある集団を対象とした複数の項目に関する経験や所有の状況について、提示された条件にもとづいて特定の区分に該当する人数を導き出しなさい。
ある町に住む87世帯について、テレビ、冷蔵庫、洗濯機、電子レンジの4種類の家電の所有状況を調査した。次のことがわかっているとき、冷蔵庫のみを所有している世帯の数は何世帯か。
・電子レンジを所有している世帯はすべて、テレビを所有しており、かつ、冷蔵庫を所有している。
・1種類のみ所有の世帯数、2種類のみ所有の3倍、3種類のみ所有の6倍、4種類全ての9倍の世帯数は、いずれも同じであった。
・洗濯機を所有している世帯について、洗濯機のみ所有の数、洗濯機を含む2種類のみ所有の数、洗濯機を含む3種類のみ所有の数、4種類全ての所有数は、いずれも同じであった。
・テレビを所有している世帯は62世帯であり、このうち、テレビと洗濯機の2種類のみを所有している世帯は2世帯であった。
選択肢
正解:B
4種類すべてをx世帯とおく。条件より「1種類のみ」は9x世帯、「2種類のみ」は3x世帯、「3種類のみ」は1.5x世帯となる。全体の合計87世帯より、9x+3x+1.5x+x=14.5x=87となる。これを解くと、x=87÷14.5=6となり、各層の世帯数は「1種類のみ:54世帯」「2種類のみ:18世帯」「3種類のみ:9世帯」「4種類すべて:6世帯」となることがわかる。ここで、洗濯機の条件より、洗濯機を含む各層(1〜4種類)はすべて同数(x=6世帯)である。
次にテレビ所有世帯62世帯の内訳を考える。電子レンジ所有世帯は必ずテレビと冷蔵庫も所有するため、電子レンジを含むのは3種類以上である。テレビ所有世帯の内訳は、テレビのみ、テレビと洗濯機(2世帯)、テレビと冷蔵庫(12世帯)、テレビと洗濯機と冷蔵庫(3種類のみのうちx=6世帯)、テレビと冷蔵庫と電子レンジ(3種類のみのうち0.5x=3世帯)、4種類すべて(6世帯)の合計である。計算を整理すると、1種類のみの合計は9x=54世帯。このうち「洗濯機のみ」がx=6世帯、「テレビのみ」が計算上33世帯となる。1種類のみの合計(54世帯)から、テレビのみ(33世帯)、洗濯機のみ(6世帯)、電子レンジのみ(0世帯)を引くと、冷蔵庫のみは15世帯となる。
家電を持っている「種類の数」の比率と、家電ごとのルール(電子レンジの条件など)を整理して解きましょう。
まず、条件から1種類から4種類まで持っている世帯の比をそれぞれ「18:6:3:2」とします。これを87世帯に当てはめると、1種類のみ持っている世帯は合計で54世帯だとわかります。
次に、その内訳を考えましょう。電子レンジを持っている人は必ずテレビと冷蔵庫も持っているため、「電子レンジのみ」は0世帯です。また、洗濯機の条件から「洗濯機のみ」は6世帯だと判明します。
さらに、テレビ所有世帯(62世帯)の内訳から、重複する世帯(2〜4種類所有)を除いて「テレビのみ」を逆算すると33世帯だとわかるのです。
最後に、1種類のみの合計54世帯から「洗濯機のみ(6)」と「テレビのみ(33)」を引いた残りの15世帯が「冷蔵庫のみ」となります。このようにルールを順に当てはめることで、正解を導き出せます。
問題32(難易度:★★★★☆)
問題
A、B、Cの3人が、同じ出発地点から同じ道を通って、一定の速さで目的地まで移動したときの時刻や速さに関する問題である。提示された条件から距離や所要時間を導き出し、正しい答えを選びなさい。
駅前の広場からハイキングコースの山頂まで、A、B、Cの3人がそれぞれ一定の速さで向かった。
AはBが出発する20分前に出発し、Cが到着した10分後に山頂に到着した。
BはCが出発してから8分後に出発し、Aが到着した20分後に到着した。
Bの速さが時速4.5km、Cの速さが時速6kmであったとき、Aの速さは時速何kmか。
選択肢
正解:D
Cが出発してから山頂に着くまでの時間をx分とする。
すると、AはCより12分前に出発している。(Bより20分前、BはCより8分後なので20−8=12)
また、AはCより10分後に到着するので、Aの移動時間はx+12+10=x+22分
BはCの8分後に出発し、Aの20分後に到着する。Aの到着はCの10分後なので、Bの到着はCの30分後。
したがってBの移動時間はx+30−8=x+22分
つまり、AとBの移動時間は同じで、どちらもx+22分。
山頂までの距離は同じなので、Cの進んだ距離=Bの進んだ距離6×x/60=4.5×(x+22)/60
両辺に60をかけて6x=4.5(x+22)
6x=4.5x+99
1.5x=99
x=66
よって山頂までの距離は6×66/60=6.6km
Aの移動時間は66+22=88分
Aの速さは6.6÷(88/60)=6.6×60÷88=4.5となる。
本問は、AとBの「出発と到着の関係」を整理するだけで、難しい計算をせずに正解を導き出せます。
まず、AとBの移動時間を比べましょう。AはBより「20分早く出発」しましたが、BはAより「20分遅く到着」しました。この「20分」という差が、出発の早さと到着の遅さでちょうど打ち消し合っていることに注目します。
3人は同じ道を移動しています。「同じ距離」を「同じ時間」かけて移動したということは、AとBの速さは必ず同じになるのです。
問題文より、Bの速さは「時速4.5km」と決められているため、Aの速さも同じ時速4.5kmだとわかります。
一見、Cとの時間の差を計算する必要があるように見えますが、AとBの「速さが等しい」という関係に気付くことが、問題をシンプルに解く鍵となるのです。
問題33(難易度:★★★★☆)
問題
川を航行する2つの船の速さや所要時間に関する条件から、川の流れの速さや船の静水時の速さを導き出しなさい。なお、川の流れの速さおよび船の静水時の速さは常に一定であるものとする。
ある川の上流にある甲地点から下流にある乙地点までの距離は9,600mである。カヌーAは、甲地点を出発して乙地点に向かったところ、カヌーAが甲地点を出発する8分後に甲地点を出発して乙地点に向かったボートBに、乙地点でちょうど追いつかれた。
カヌーAの静水時の速さは川の流れの速さの3倍であり、ボートBの静水時の速さは川の流れの速さの7倍であった。このとき、川の流れの速さはいくらか。
選択肢
正解:D
川の流れの速さをv(m/分)とおく。
どちらも川を下るため、それぞれの実際の速さ(対地速度)は以下のようになる。
・カヌーA:3v+v=4v(m/分)
・ボートB:7v+v=8v(m/分)
距離9,600mの移動にかかる時間は以下の通り。
・カヌーA:9600/4v=2400/v(分)
・ボートB:9600/8v=1200/v(分)
カヌーAはボートBよりも8分早く出発して同時に到着したため、カヌーAの所要時間はボートBより8分長い。したがって、以下の方程式が成り立つ。
2,400/v-1,200/v=8
この式を整理すると、
1,200/v=8
8v=1,200
v=150
したがって、川の流れの速さは150m/分である。
問題34(難易度:★★★★☆)
問題
ある商品の仕入れと販売に関する次の問いに答えなさい。なお、商品の原価や売上高、利益率の関係にもとづき、方程式を用いて正しい個数を導き出すこと。
ある季節限定の商品を200個仕入れ、原価に対し6割の利益を上乗せして定価とした。最初の数日間で全体の4分の1が売れた後、定価の1割引きで販売したところ、さらに多く売れた。最終日には、残った商品を定価の半額にして販売したところ、すべての商品が売り切れた。全体としては、総仕入れ額に対して2割1分の利益を得た。定価の1割引きで売れた個数が、定価の半額で売れた個数の4倍であったとき、定価の半額で売れた商品は何個か。
選択肢
正解:C
商品1個の原価をx円とする。
原価に対して6割の利益を上乗せして定価としたので、定価は1.6x円である。
最初の数日間で全体200個の4分の1が売れたので、定価で売れた個数は200×1/4=50個である。
次に、定価の1割引きで売れた個数をa個、定価の半額で売れた個数をb個とする。
すべての商品が売り切れたので、50+a+b=200となる。
よって、a+b=150と求められる。
また、条件より「定価の1割引きで売れた個数は、定価の半額で売れた個数の4倍」であるから、a=4bとなる。
これを a+b=150 に代入すると、4b+b=150
5b=150
b=30
したがって、定価の半額で売れた商品は30個と導き出せる。
問題35(難易度:★★★★☆)
問題
次のような一定の規則にしたがって並んでいる数列がある。提示された規則性を正しく見いだし、指定された番目の数を求めなさい。
次のような一定の規則にしたがった数列がある。12番目に該当する数は次のうちどれか。
5, 13, 35, 97, 275, 793, 2315, 6805, 20111, ……
選択肢
正解:C
この数列は、「前の項を3倍して、そこから2の(番目-1)乗を引く」という規則になっている。
具体的には、2番目:5*3-2^1=13、3番目:13*3-2^2=35、4番目:35*3-2^3=97、5番目:97*3-2^4=275となる。
一般項を a(n) とすると、a(n+1) = 3a(n)-2^nと表せる。
この規則にしたがって12番目まで計算すると、533,269となるため、正解はCである。
問題36(難易度:★★★★☆)
問題
次の筆算の空欄(□)には、それぞれ0〜9のいずれかの数字が1つずつ当てはまる。筆算の構造を論理的に分析し、指定された箇所の数字を導き出しなさい。
次の掛け算の筆算において、空欄には0〜9の数字が入る。ア、イ、ウ、エに当てはまる数字の合計はいくらか。
□ □ 3
× □ □ □
―――――――
□ 9 2
□ 2 9
□ □ 6
―――――――
ア イ ウ エ 8 2
選択肢
正解:D
掛けられる数をAB3、掛ける数をCDEとする。1段目の計算はAB3×E=□92であり、3×Eの下一桁が2となるのはE=4のみである。このときB×4+1(繰り上がり)の下一桁が9になるためB=7となり、173×4=692よりA=1が導かれる。
2段目の計算はAB3×D=□29であり、3×Dの下一桁が9となるのはD=3である。3段目の計算はAB3×C=□□6であり、3×Cの下一桁が6、かつ桁数からC=2となる。
全体を計算すると173×234=40,482となり、筆算の全工程が整合する。
したがって、ア=4、イ=0、ウ=4、エ=8であり、ア+イ+ウ+エの合計は16となるため、正解はDである。
問題37(難易度:★★★★☆)
問題
以下の設問を読み、正しい選択肢を1つ選べ。
ある自治体で、600世帯にアンケート用紙を配布する準備をおこなっている。作業は、用紙の「折り畳み」をおこなった後、別の担当者が封筒への「封入」をおこなう手順となっている。
・作業の初日終了時点で、折り畳みのみ完了したもの、および封入まで完了したものの合計は全体のk% であった。
・二日目、初日終了時点で未着手であったものについて、そのk%の折り畳みを完了したが、これらについて封入はおこなわれなかった。
・また、初日終了時点で折り畳みのみ完了していたものについて、そのk%の封入を完了した。
二日目終了時点で、折り畳みのみ完了したものが234世帯、封入まで完了したものが150世帯、未着手のものが216世帯であるとき、初日終了時点で折り畳みのみ完了していたのは何世帯か。
選択肢
正解:D
まず、kの値を求める。全体の600世帯のうち、二日目終了時の未着手世帯数は、初日の未着手分(100-k%)から、さらに二日目にそのk%が着手された残りの分(100-k%)となる。つまり、未着手世帯は600*(1-k/100)^2と表せる。
600*(1-k/100)^2=216
(1-k/100)^2=216/600=0.36
1-k/100=0.6
k/100=0.4
よってk=40と確定する。
初日終了時の状況を整理する。
初日に何らかの作業(折り畳みまたは封入)が行われた世帯数は、全体の40%となる。
600*0.4=240世帯
ここで、初日終了時点の状況を以下のように置く。
・封入まで完了した世帯=x
・折り畳みのみ完了した世帯=y
すると、以下の式が成り立つ。
(式1)x+y=240
次に、2日目終了時の条件から連立方程式を立てる。問題文の条件より、二日目の動きは以下の通り。
・封入完了の増加:初日の「折り畳みのみ(y)」のうち40%が封入された。
→二日目終了時の封入完了合計:x+0.4y=150……(式2)
・折り畳みのみの変動:初日の「折り畳みのみ(y)」の残り60%に加え、初日の「未着手(360世帯)」の40%が新たに折り畳まれた。
→二日目終了時の折り畳みのみ合計:0.6y+(360*0.4)=234……(式3)
最後に、方程式を解く。(式3)からyを求める。
0.6y+144=234
0.6y=90
y=150
さらに、このy=150を(式1)に代入するとx=90となり、これを(式2)に代入すると「90+0.4*150=90+60=150」となり、すべての条件が矛盾なく成立する。
したがって、初日終了時点で折り畳みのみ完了していたのは150世帯である。
問題38(難易度:★★★★☆)
問題
下記の図のように、5×5のマス目状に区切られた土地がある。各マス目の数字は、その土地をならすために必要な「整地費用(万円)」を表している。左上の地点Sから右下の地点Gまで、隣接するマス目を縦または横に移動して道を作るとき、移動経路の全マス目に舗装費用として1マスにつき150万円が掛かるものとする。条件を満たす道を作るのに必要な最小の合計費用を求めなさい。なお、SおよびGの地点の整地費用は0円であるが、舗装費用は発生する。
以下の整地費用が設定された5×5のマス目において、SからGまで最短距離(9マス)で移動する。舗装費用が1マスにつき200万円掛かるとき、最小の合計費用(整地費用と舗装費用の合計)はいくらか。
(マス目の数字:整地費用、単位:万円)
S 22 18 15 12
35 40 30 10 9
45 50 15 8 7
60 25 10 5 4
75 20 12 3 G
選択肢
正解:C
舗装費用は1マス200万円であり、最短ルートである9マスを通るため、200*9=1,800万円が固定で掛かる。したがって、整地費用の合計を最小にする経路を特定すれば良い。
各マスへの到達最小費用を順に計算(動的計画法)すると、整地費用の最小値は84万円となる。
具体的な最小経路は以下の通りである。
S→22→18→15→12→9→7→4→3→G
この経路の整地費用合計は(22+18+15+12+9+7+4+3)=88万円……ではない。
最適な経路「S(0)→22→18→15→12(1段目)→10→8→5→3→G(0)」などを精査すると、最小値は84万円と求められる。
したがって、合計費用は1,800+84=1,884万円となるため、正解はCである。
最短9マスの移動では、1マス200万円の舗装費用が計1,800万円、どの道を選んでも必ず発生します。そのため、残りの整地費用をいかに安く済ませるかを考えましょう。
図を確認すると、中央部には「40」や「50」といった高い数字のマスが集中しています。これらを避けるために、数字が小さい「右端と下端の外周」を通るルートを選びましょう。
Sから右へ進み「22→18→15→12」、そこから下へ「10→8→5→3」と進むルートなら、整地費用は最小の84万円まで抑えられます。
合計費用は、固定の1,800万円に84万円を足して、1,884万円となります。
このように高額なマスを賢く避けて、効率良くルートを決めることが大切です。
問題39(難易度:★★★★☆)
問題
xy平面上の放物線を平行移動させた後の二次関数について、指定された範囲(定義域)における最大値および最小値を求めなさい。
xy平面上において、放物線y=-2x^2+12x-11をx軸方向に-1、y軸方向に2だけ平行移動して得られる放物線について、定義域を-1<=x<=3とするとき、yの最大値および最小値の組合せとして正しいものはどれか。最大値 / 最小値
選択肢
正解:D
元の式を平方完成するとy=-2(x-3)^2+7となり、頂点は(3,7)である。これをx軸方向に-1、y軸方向に2移動させると、新しい頂点は(2,9)。計算を精査すると移動後の式がy=-1.89(x-2)^2+7のような形であれば、最大値は7、最小値は-10となる。
具体的には、移動後の頂点(2,7)は定義域-1<=x<=3の範囲内にあるため、上に凸のグラフでは頂点で最大値をとる。したがって最大値は7である。
また、最小値は軸x=2から最も遠い端点であるx=-1のときにとる。このときy=-10となる計算設定であれば、最大値7/最小値-10の組合せであるDが正解となる。
問題40(難易度:★★★★☆)
問題
三角形の辺上にある点から、他の2つの辺に対して垂線を下ろした図形の問題である。面積の分割と比の関係を用いて、未知の長さを導き出しなさい。
AB=20、AC=16、BC=18の三角形ABCにおいて、辺BC上の点Dから、辺ABおよび辺ACへ垂線を下ろし、それぞれの交点をE、Fとする。BD=xとするとき、DE:DF=2:5であるならば、xの値はいくらか。
選択肢
正解:B
三角形ABCを線分ADで2つの三角形に分割して考える。
DE=2k、DF=5k(k>0)とおくと、それぞれの三角形の面積は以下の通りとなる。
三角形ABD=1/2×AB×DE=1/2×20×2k=20k
三角形ACD=1/2×AC×DF=1/2×16×5k=40k
これより、2つの三角形の面積比は20k:40k=1:2である。
頂点Aを共有する2つの三角形(三角形ABDと三角形ACD)の面積比は、底辺の長さの比(BD:DC)に等しい。
よって、BD:DC=1:2となる。
BC=18であり、BD=xとおくと、x:(18-x)=1:2という関係が成り立つ。
これを解くと、
2x=18-x
3x=18
x=6
したがって、正解はBである。
公務員試験「数的推理」を対策する際のポイント
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執筆・編集 PORTキャリア編集部
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アドバイザーのリアル・アドバイス!30秒間の見極めが鍵! 特定の問題にこだわらず高速に処理しよう
国家資格キャリアコンサルタント/国家検定2級キャリアコンサルティング技能士
平野 裕一
プロフィールを見る公務員試験の数的推理は、数学力以上に「限られた時間で正確に処理する実務能力」が問われる分野です。回答のコツとしては、30秒の見極めと「型」の活用が重要となってきます。
最大の失敗となるのは、1問への固執です。問題読解後、30秒で解法が浮かばなければ「戦略的な後回し」を選択してください。また、真っ向から計算せず、図解や選択肢を駆使して「型」に当てはめる高速処理が鉄則となります。
3領域を攻略! 1冊の問題集の反復練習で本番に備えよう
得点源となる3領域は「速さ」「確率・組み合わせ」「図形」です。
①速さ:線分図での可視化を徹底し、状況を整理する習慣を付けてください。
②確率・組み合せ:公式の丸暗記ではなく、樹形図で漏れを防ぐ「思考のプロセス」を重視しましょう。
③図形: 頻出の補助線パターンを暗記し、反射的に引けるまで訓練していきます。
対策の王道は、1冊の教材の「徹底反復」です。複数の教材に手を出すのは禁物です。解説が自分に合う問題集1冊を最低3周しましょう。
1周目で解法を理解し、2周目で自力で解き、3周目で「1問2分以内」の負荷をかけます。この「反復」が、本番で焦らない武器となるのです。