方程式の問題
一定の速さで走る列車がある。この列車が長さ の鉄橋を渡るとき、列車の先頭が鉄橋に入ってから列車の最後尾が鉄橋を出るまでに 秒かかった。また、同じ速さで長さ のトンネルを通過するとき、列車全体がトンネルの中に入っていて外から見えなかった時間は 秒であった。この列車の長さは何 か求めよ。
この問題で使うもの
- 連立方程式の文章題(説明と入口の問題)
- 連立方程式の解き方(加減法・代入法)(説明と入口の問題)
- 速さ・時間・道のりの関係(説明と入口の問題)
この問題を解けるようになるまで(22 技能)
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ヒント
行き詰まったら、上から順に 1 つずつ開いてください。
ヒント 1
列車の長さを 、速さを秒速 として、それぞれの場面で列車が進む道のりを考えよう。
ヒント 2
鉄橋を渡り始めてから渡り終えるまでに進む道のりは「鉄橋の長さ 列車の長さ」、列車全体がトンネルに隠れている間に進む道のりは「トンネルの長さ 列車の長さ」である。
ヒント 3
、 という連立方程式ができる。2 つの式をたすと が消える。
答えと解説
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解説を読む
列車の長さを 、列車の速さを秒速 とする。
鉄橋を渡るとき、先頭が鉄橋に入ってから最後尾が鉄橋を出るまでに列車が進む道のりは、(鉄橋の長さ)(列車の長さ) である。これに 秒かかるから
トンネルでは、最後尾がトンネルに入ってから先頭がトンネルを出るまでの間、列車全体がトンネルの中にある。この間に進む道のりは、(トンネルの長さ)(列車の長さ) である。これに 秒かかるから
より
に代入して
確かめ: 速さは秒速 で、鉄橋では (秒)、トンネルでは (秒) となり、条件に合う。
よって、列車の長さは である。
別解
列車の長さを 、速さを秒速 とする。鉄橋: 先頭が入ってから最後尾が出るまでに進む距離は なので 。トンネル: 列車全体が中に入っている間に進む距離は なので 。2式を足すと より 。。検算: 。