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図形型 ─ 解法フレーム

図形が段階的に変化するとき。個数を数えてA型(数列型)に帰着させる。

過去問例題 ハイレベルテスト 中3・2025年4月 ★★★ 全文を見る →
●を正方形の外周(1辺 n 個)に並べ、ルールにしたがって並べ直す
① 1辺10個で並べ直すと、最上段は何個か ② 最上段が12個になるとき、全部の●の個数を求めよ ③ 最上段が a 個になるとき、全部の●の個数を a の式で表せ
解法の3ステップ
1段目・2段目・3段目の「個数」を実際に数えて書く 図を見て個数を確認。面倒でも必ず書く。個数の差や比が見えてくる。
その個数の並びをA型(数列型)で解く 差が一定→等差、差の差が一定→2次式型、のように5ステップを試す。
n番目の個数を式で表し、問いに答える 問いが「個数」なら式をそのまま使う。「合計」なら等差数列の和の公式を使う。
パターン別 公式リスト
一列に増える型
1段目:■ 2段目:■■■ 3段目:■■■■■ 個数:1, 3, 5, 7 … 差が2で一定 → 等差
n段目 = 2n-1
差が一定 → A型のステップ①で解決
三角形に並ぶ型(碁石)
1段目:● 2段目:●● 3段目:●●● 個数:1, 3, 6, 10, 15 … 差:2, 3, 4, 5 …(等差)
n段目の合計 = n(n+1)÷2
差①が等差 → A型のステップ②(2次式型)
正方形に並ぶ型
1段目:● 2段目:●●●● 3段目:●●●●●●●●● 個数:1, 4, 9, 16 … → n² (完全平方数)
n段目 = n²
1, 4, 9, 16 が出たら即 n² と気づく
積み重ね型(ハイレベルテスト頻出)
立体を積み重ねる型
例:正六角柱を積み重ねる
1段:1個 → 見える面の数:? 2段:2個 → 見える面の数:? 3段:3個 → 見える面の数:?
↓ 面の数・辺の数を数えて数列に
手順:
① 1段・2段・3段の面数を数えて書く
② 差を書く → 一定なら等差
③ n段のときの式を作る
周囲の長さ・面積が増える型
例:正方形のタイルを並べる
1個:周囲=4 2個並べる:周囲=6 3個並べる:周囲=8 差が2で一定 → 等差数列
n個並べたときの周囲 = 2n+2
コツ:
「増えた分だけ」に注目する。
毎回何が増えるか(+2辺、など)を
図で確認してから式を作る。
間違えやすいポイント
「n番目の個数」と「n番目までの個数の合計」を混同する
 → 問いをよく読む。「n段目」か「1段目からn段目まで合計」かを確認。

図を見て公式を当てはめようとする(個数を数えない)
 → 必ず1・2・3段目の個数を紙に書いてから始める。