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問題185 5つのおもり
Weekend Mathematics問題/問題185 5つのおもり

問題185 5つのおもり

5つのおもりを軽いほうから順に並べると、A,B,C,D,Eです。 この5つの平均の重さは、34.4g でした。 また、このうち3つのおもりを選んだとき、次の[1]から[4]のことがわかりました。
 [1] 最も軽い組合せのとき、平均の重さは26g でした。
 [2] 2番目に軽い組合せのとき、平均の重さは、27g でした。
 [3] 最も重い組合せのとき、平均の重さは45g でした。
 [4] 3番目に重い組合せのとき、平均の重さは38g でした。

次の問いに答えてください。
(1)C,D,Eの重さをそれぞれ答えてください。
(2)A,Bの重さをそれぞれ答えてください。


問題の出典

大人の算数パズル
河瀬厚
自由国民社
フェリス女学院中学校(2006年)

解答

〜到着順にご紹介します〜

解答・その1

(ペンネ−ム:haya)

答: A=14g, B=23g, C=41g, D=44g, E=50g

【解き方】
最初の4つの条件から
 A+B+C+D+E=34.4×5=172   《1》
 A+B+C=26×3=78           《2》
 A+B+D=27×3=81           《3》
 C+D+E=45×3=135          《4》
《1》は《2》と《3》より
 A+B+2C+D+E=78+135=213
 172+C=213
 C=41
上の式は
 A+B=37       《5》
 A+B+D=81    《6》
 41+D+E=135  《7》
《5》と《6》より、
 37+D=81
 D=81−37=44
これと《7》から、
 41+44+E=135
 E=135−41−44=50
AとBの値についてですが、
3番目に重い組合せをB,C,Eと考えると矛盾なく計算できる
 A+B=37 
 B+41+50=38×3=114
より、
 B=23
 A=14


解答・その2

(ペンネ−ム:浦岡)

【解答】
(1)
まず題意より《1》〜《4》が成り立つ。
ABCDE=172 …《1》
ABC=78 …《2》
ABD=81 …《3》
CDE=135 …《4》
《2》+《4》-《1》よりC=41 …《5》
《2》-《5》よりAB=37 …《6》
《3》-《6》よりD=44 …《7》
《4》-《5》-《7》よりE=50
∴(C,D,E)=(41,44,50) …(答え)

(2)
3番目に重い組はADEかBCEのどちらかである。
ADE=114のとき、(1)よりA=20、《6》よりB=17(これはA>Bとなり題意に反する)
BCE=114のとき、(1)よりB=23、《6》よりA=14
∴(A,B)=(14,23) …(答え)


解答・その3

(ペンネ−ム:転位反応)

A、B、C、D、Eのそれぞれのおもりの重さをa、b、c、d、eとして、与件を整理する。
重さの序列:a<b<c<d<e
重さの合計:a+b+c+d+e=172
[1]より、a+b+c=78
[2]より、a+b+d=81
[3]より、c+d+e=135
[4]より、a+d+e=114、または、b+c+e=114
(二番目に重い組合せは、b+d+eであるが、三番目は上記の二通りが考えられる)

(1)C、D、Eの重さ
与件[1]+与件[3]より、a+b+2c+d+e=213 が得られ、
a+b+c+d+e=172との比較から、c=41となる。
  ∴c=41
与件[2]−与件[1]より、d−c=3
  ∴d=c+3=44
与件[3]より、e=135−c−d
  ∴e=50

(2)A、Bの重さ
a+d+e=114の場合:
  a=114−d−e=20
 与件[1]より、b=78-a−c=17
 ここで、a>bなので、与件を満たさない。
b+c+e=114の場合:
  b=114-c-e=23
 与件[1]より、a=78-b−c=14
 ここで、a<b なので、与件を満たす。
  ∴a=14、b=23


解答・その4

(ペンネ−ム:オヤジ)

条件から 
[0] A+B+C+D+E=172
[1] A+B+C=78
[2] A+B+D=81
[3] C+D+E=135
[4] (ア)A+D+E=114  または (イ)B+C+E=114

[1]+[3]−[0]より C=41   これから[1]より A+B=37 と[2]より
D=44  [3]は 41+44+E=135   従って E=50  ここで(ア)が正しいとすると A+44+50=114 従ってA-=20,B=17
となり矛盾 ∵ A<B   ここで(イ)が正しいとすると B+41+50=114 従ってB-=23,A=14
となる。  ∴ (1)C=41g ,D=44g ,E=50g (2)A=14g ,B-=23g

解答・その5

(ペンネ−ム:まーりんandさとりん)

(1)
A+B+C     = 78 ・・・・《1》
A+B   +D   = 81 ・・・・《2》
     C+D+E=135 ・・・・《3》
A+B+C+D+E=172 ・・・・《4》
《3》と《4》から
 A+B=37         ・・・・《5》
《1》と《5》から
 C=41
《2》と《5》から
 D=44
《3》より
 E=50

答  C=41g D=44g E=50g

(2)
「3番目に重い組合せのとき平均の重さは38g」なので、《6》か《7》のどちらかが成立する。
 A      D+E=114 ・・・・《6》
   B+C   +E=114 ・・・・《7》
 《6》の場合 A=20 B=17 となり  A<B を満たさない
 《7》の場合 A=14 B=23

答  A=14g B=23g


解答・その6

(ペンネ−ム:浜田 明巳)

(1)
A〜Eの重さをそれぞれa,b,c,d,e(g)とする.[3]までの条件から,
  0≦a≦b≦c≦d≦e………《1》
  a+b+c+d+e=34.4×5=172………《2》
  a+b+c=26×3=78………《3》
  a+b+d=27×3=81………《4》
  c+d+e=45×3=135………《5》
《2》−《3》から,
  d+e=94………《6》
《5》−《6》から,
  c=41………《7》
《2》−《4》から,
  c+e=91………《8》
《8》−《7》から,
  e=50………《9》
《9》−《6》から,
  d=44………《10》
これらは《1》を満たす.
故にC,D,Eの重さはそれぞれ41g,44g,50gとなる.

(2)
《4》−《10》から,
  a+b=37………《11》
[4]の3番目に重い組合せを考えるのが面倒なので,VBSCRIPTで求めた.

'185.vbs
dim w(10)
c=41:d=44:e=50
k=1/4
for a=0 to 37/2 step k
  b=37-a
  w(1)=a+b+c
  w(2)=a+b+d
  w(3)=a+b+e
  w(4)=a+c+d
  w(5)=a+c+e
  w(6)=a+d+e
  w(7)=b+c+d
  w(8)=b+c+e
  w(9)=b+d+e
  w(10)=c+d+e
  for j=1 to 9
    for jj=j+1 to 10
      if w(j)>w(jj) then
        w(0)=w(j)
        w(j)=w(jj)
        w(jj)=w(0)
      end if
    next
  next
  if w(8)=38*3 then
    msgbox a&","&b&","&c&","&d&","&e
  end if
next

このプログラムにより,A,Bの重さはそれぞれ14g,23gとなる.


解答・その7

(ペンネ−ム:マシャ)

まず、最も軽い組と最も重い組から
  A+B+C=26*3
  C+D+E=45*3
ということが分かる。
さらに合計の平均が34.4なので、
  A+B+C+D+E=34.4*5
である。これらのことから、C=41, A+B=37, D+E=94ということが分かる。

次に2番目に軽い組を考える。その組は、A, B, Dである。
  A+B+D=27*3
A+B=37からD=44と分かる。さらにD+E=94だったので、E=50である。以上から
  (1) C 41g, D 44g, E 50g

次に3番目に重い組み合わせを考える。(2番目に重い組はE,D,B)
候補として考えられる組は、(E,D,A) or (E,C,B)の2組である。
(E,D,A)の場合、A=20, B=17となってしまい、問題文の条件(A<B)に当てはまらない
(E,C,B)の場合、A=14, B=23となる。 以上から
  (2) A 14g, B 23g

【過程】
まず、AからEまでの組み合わせて何グラムになるか図解してそれから一つずつ候補を考えていきました。
今回は特にひっかけや場合分けが難しい訳ではなかったので、すんなり答えにたどり着きました。
また、(1),(2)と分けることもヒントになったと思います。


解答・その8

(ペンネ−ム:次郎長)

《1》ABCDE=34.4×5=172
《2》ABC  =26  ×3= 78
《3》   DE=172−78= 94
《4》AB D =27  ×3= 81
《5》  C E=172−81= 91
《6》  CDE=45  ×3 =135

《3》と《6》より C=41g
《5》より    E=50g
《3》より    D=44g

つまり、
AB+41+44+50=172
A+B=37

1番目に重いのは、CDE=135
2番目に重いのは、BDE
3番目に重いのは
A+D44+E50=114  この場合、A=20  B=17  不可

B+C41+D44=114  この場合 B=29 < A=8   OK

B+C41+E50=114  この場合、B=23 < A=14  OK

ABCDEが 8/29/41/44/50の時は、
1番目に重いのが、CDE=135
2番目に重いのが、BDE=123
3番目に重いのが、BCE=120
4番目に重いのが、BCD=114

ABCDEが、14/23/41/44/50の場合は 
1番目に重いのが、CDE=135
2番目に重いのが、BDE=117
3番目に重いのが、BCE=114 で条件に合う
つまり
A=14g、B=23g


解答・その9

(ペンネ−ム:ちょろんは太太)

5個の総量は 34.4×5=172 よって、A+B+C+D+E=172
[1]の条件から、A+B+C=26×3=78 よって D+E=172-78=94
[2]の条件から、A+B+D=27×3=81 よって C+E=172-81=91
[3]の条件から、C+D+E=45×3=135 よって C=135-94=41、D=135-91=44
  したがって、E=135-41-44=50
[4]の条件の3番目に重い場合は、A、D、Eまたは、B、C、Eの組み合わせである。
  前者を仮定すると、条件から、A+D+E=38×3=114 よって A=114-44-50=20、B=78-20-41=17
これは、AがBより重くなり、不適。
  後者を仮定すると、条件から、B+C+E=38×3=114 よって B=114-41-50=23、A=78-23-41=14
(1)の答えは、41, 44, 50
(2)の答えは、14, 23


解答・その10

(ペンネ−ム:のっこん)

  A+B+C+D+E=172
最も軽い組合せは(A,B,C)だから
  A+B+C=78
2番目に軽い組合せは(A,B,D)だから
  A+B+D=81
最も重い組合せは(C,D,E)だから
  C+D+E=135
以上より C=41 D=44 E=50 A+B=37

3番目に重い組合せは(A,D,E)か(B,C,E)のいずれかである
A+D+E=114 とするとA=20 B=17 となり仮定に反する
よって B+C+E=114 A=14 B=23


解答・その11

(ペンネ−ム:迷子の雄猫)

5つのおもりを軽いほうから順に並べると、A,B,C,D,Eです。
この5つの重さの合計は172g
 [1] 最も軽い組合せA,B,Cのとき、重さの合計は78g
 [2] 2番目に軽い組合せA,B,Dのとき、重さの合計は81g
 [3] 最も重い組合せC,D,Eのとき、重さの合計は135g
よって、総計−[1] よりD,Eの合計が94g .... [4] 
 [2]−[1]より CとDの差が3g .... [5] 
 [3]−[4]より Cが41g .... [6] 
 [3]と[5]と[6]より Dが44g Eが50g(135-44-41)
 総計−[3]より AとBの合計が37g

さて、 3番目に重い組合せは何か?
そのとき、重さの合計は114g でした。
最も重い組合せがC,D,E
2番目に重い組合せがB,D,E
さて、3番目に重い組合せは、
  [あ] B,D,EのBをAに変えた A,D,E
  [い] B,D,EのDをCに変えた B,C,E
のいずれかのはず。それぞれの重さから
  [あ] A+44+50=114
  [い] B+41+50=114
なので、
  [あ] A=20 となり B=17g
  [い] B=23 となり A=14g
条件よりA<Bなので[あ]は不適。
よってA,B,C,D,Eは順に14、23、41、44、50(g)


解答・その12

(ペンネ−ム:Teki)

(1) C=41,D=44,E=50
(2) A=14,B=23

<解法>
(1) 5個の平均が34.4gなので、5個の重さの合計は172g。
条件1と3から、A+B+C+C+D+E=78+135=213g。
よって、C=41g。
条件2から、A+B+D=81g、また、A+B=37g。
よって、D=44g。
これと条件3から、E=135−44−41=50g。

(2) 条件4の場合分けをします。
T 3番目に重いのが、A+D+Eのとき、
  A=38×3−44−50=20g
ですが、このとき、B=17gとなり不適。
U 3番目に重いのが、B+C+Dのとき、
  B=38×3−41−44=29g。
このとき、A=8gとなりますが、これだと、3番目に重いのがB+C+D
でなく、B+C+E=120gの時となり、不適。
V 3番目に重いのが、B+C+Eのとき、
  B=38×3−41−50=23g。
このとき、A=14g。
これは題意を満たします。


解答・その13

(ペンネ−ム:まめ)

まずはじめに、2番目に軽い組み合わせ、3番目に重い組み合わせについて考察する。
最も軽い組み合わせが(A,B,C)であることは自明。
2番目に軽い組み合わせは、この中のどれかを、次に重いDに置き換えたもの。
この際、増量ができるだけ小さくなるようにしたいので、
A<B<Cより、D-A>D-B>D-Cであるから、この中で最も増量が小さいものはCをDに置き換えたもの。
従って、2番目に軽い組み合わせは(A,B,D)である。

次に3番目に重い組み合わせ。
軽い組み合わせと同様に考えて、2番目に重い組み合わせは(B,D,E)である。
3番目に重い組み合わせは、この中のどれかを、AまたはCに置き換えたもの。
この際、減量ができるだけ小さくなるようにしたいので、
BをAに、DをCに置き換えたものが候補となる。
従って、3番目に重い組み合わせは(A,D,E)または(B,C,E)である。

以上の考察と合わせ、与えられた条件を数式化していく。
軽い順にA、B、C、D、E → A<B<C<D<E 《1》
平均値が34.4 → A+B+C+D+E=34.4×5=172 《2》
最も軽い組み合わせの平均値が26 → A+B+C=26×3=78 《3》
2番目に軽い組み合わせの平均値が27 → A+B+D=27×3=81 《4》
最も重い組み合わせの平均値が45 → C+D+E=45×3=135 《5》
3番目に重い組み合わせの平均値が38 → A+D+E=38×3=114 《6》 または B+C+E=114 《7》
《3》と《5》を辺々加えて
  A+B+2C+D+E=213 《8》
《2》と《8》を辺々引いて
  C=41 《9》
《3》と《4》を辺々引いて
  C-D=-3 《10》
《9》と《10》より
  D=44 《11》
《5》と《9》と《11》より
  E=50 《12》
《6》、《11》、《12》より
  A=20 《13》
《3》と《9》と《13》より
  B=17 《14》
であるが、《13》と《14》では《1》が不成立。
一方、《7》と《9》と《12》からは、
  B=23 《15》
《3》と《9》と《15》より
  A=14 《16》
となり、《1》も成立。
以上より(A,B,C,D,E)=(14,23,41,44,50)


解答・その14

(ペンネ−ム:SOU)

★確定する条件
5つの平均a+b+c+d+e = 34.4*5 = 172《1》
条件[1]a+b+c= 26*3 = 78《2》
条件[2]a+b+d= 27*3 = 81《3》
条件[3]c+d+e= 45*3 = 135《4》

★確定する条件
条件[4-1]b+c+e= 38*3 = 114《5》
条件[4-2]a+d+e= 38*3 = 114《6》

★方程式を解いた結果
《5》を利用→(a,b,c,d,e)=(14,23,41,44,50)《7》
《6》を利用→(a,b,c,d,e)=(20,17,41,44,50)《8》

《8》はaとbの大小が逆になるので、
《7》のみが答え。


解答・その15

(ペンネ−ム:スモークマン)

(1) A+B+C =78
(2) A+B +D =81
(3) C+D+E=135
(4) A +D+E=114...3番目に思いケースはこれ or B+C+E
(5) B+C +E=108
(6) A+B+C+D+E=172

C=(1)+(3)-(6)=78+135-172=41 D=(2)+(3)-(6)=81+135-172=44
E=(4)+(5)-(6)=114+108-172=50
A=(1)+(4)-(6)=78+114-172=30
B=(2)+(5)-(6)=81+108-172=17

この解答だと、
A<Bの条件に合わないので、不適...
よって...
(4) B+C +E=114
(5) A +D+E=108
とするなら..
A=78+108-172=14
B=81+114-172=23
と満たすってわけですね ^^


解答・その16

(ペンネ−ム:T_Tatekawa)

A + B + C + D + E = 172
[1] A + B + C = 26 x 3 = 78
[2] A + B + D = 27 x 3 = 81
[3] C + D + E = 45 x 3 = 135

(1)
[1][3] より A + B + 2 x C + D + E = 78 + 135 = 213
よって
C = 213 - 172 = 41
[1][2] より
D - C = 3
だから
D = 41 + 3 = 44
[3] より
E = 135 - 41 - 44 = 50

(2)
2番目に重い組み合わせは
B + D + E
である.このおもりの1つを置き換えたものが3番目に重い組み合わせである.
3番目に重い組み合わせ [4] は
A + D + E
B + C + E
の可能性がある.

(i) A + D + E の場合
 A + D + E = 38 x 3 = 114
 なので
 A = 114 - 50 - 44 = 20
 [1] より
 B = 78 - 41 - 20 = 17
 となり A > B なので不適.
(ii) B + C + E の場合
 B + C + E = 114
 なので
 B = 114 - 50 - 41 = 23
 [1] より
 A = 78 - 41 - 23 = 14
 となる.
 A + D + E = 108,B + C + D = 108 だから B + C + E はこれらより重いので、条件を満たす.
よって(ii)のみ条件を満たし,A = 14, B = 23 である.


解答・その17

(ペンネ−ム:夜ふかしのつらいおじさん)

●5つのおもりから3つを組み合わせる場合の数は次の10通りです。

  

これらを軽い順に整理してみます。

・一番軽いのは、

  

・次に軽いのは、

  

・次のレベルは、
 Bが重くなる場合かDが重くなる場合なので、「4」か「3」の場合です。
(このどちらが重いかは分かりません)

  

・次レベルは、「4」のAかDが重くなる場合、あるいは「3」のBが重くなる場合です。
「4」のDが重くなる場合と「3」のBが重くなる場合は同じ結果になります。
(「7」と「5」のどちらが重いかは分かりません)

  

・次レベルは、「7」のDが重くなる場合、あるいは「5」のAかCが重くなる場合です。
「7」のDが重くなる場合と「5」のAが重くなる場合は同じ結果になります。
(「8」と「6」のどちらが重いかは分かりません)

  

・次は、「8」のCが重くなる場合か「6」のAが重くなる場合です。この2つは同じ結果になります。

  

・一番重いのは、

  

(1)以上から方程式をたてます。
  [0]この5つの平均の重さは、34.4g でした。
  [1] 最も軽い組合せのとき、平均の重さは26g でした。
  [2] 2番目に軽い組合せのとき、平均の重さは、27g でした。
  [3] 最も重い組合せのとき、平均の重さは45g でした。
より、
  A + B + C + D + E = 34.4×5=172・・・《1》
  A + B + C   = 26×3=78・・・《2》
  A + B +D=27×3=81・・・《3》
  C + D + E = 45×3=135・・・《4》
《1》−《4》より、
  A + B =37・・・《5》
《2》−《5》、《3》−《5》より、
  C = 41 ・・・《6》
  D = 44 ・・・《7》
《1》−《5》−《6》−《7》より、
  E=50
(2)次に、
  [4] 3番目に重い組合せのとき、平均の重さは38g でした。
に該当するのは、「8」か「6」の場合です。
・「8」のとき、
  B + C + E = 38×3=114
  A + B = 37
より
  B=114−41−50=23
  A=37−23=14
・「6」のとき、
  A+D+E=38×3=114
  A+B=37
 より
  A=114−44−50=23
  B=37−23=14
となりますが、A<Bではないので、該当しません。


解答・その18

(ペンネ−ム:三角定規)

(1)
5 個のおもりの重さを A,B,C,D,E (A≦B≦C≦D≦E) とすると,
5 個の重さの平均から A+B+C+D+E=172 …《1》
条件[1]より       A+B+C=78 …《2》
条件[3]より       C+D+E=135 …《3》
《2》+《3》−《1》 より C=41 g …《4》
《2》《4》より       A+B=37 …《5》
《3》《4》より       D+E=94 …《6》
条件[2]より       A+B+D=81 …《7》
《5》《6》《7》より     D=44 g,E=50 g …《8》

(2)
3 番目に重いおもりの組み合わせは,(B,C,E) と (A,D,E) が考えられ,
(i) B+C≦A+D のとき 3 番目は (A,D,E) で,条件[4]より A+D+E=114 …《9》
《5》《6》《7》より A=20,B=17 となるが,これは A≦B を満たさず不適。
(ii) A+D≦B+C のとき 3 番目は (B,C,E) で,条件[4]より B+C+E=114 …《10》
《4》《5》《8》《10》より B=23 g,A=14 g で,これは題意を満たす。


解答・その19

(ペンネ−ム:杖のおじさん)

答え A=14 B=23 C=41 D=44 E=50 です。

A.B.C.D.E
条件
《1》 A+B+C+D+E=34.4×5=172
《2》 A+B+C=26×3=78
《3》 C+D+E=45×3=135
  A+B=172−135=37
《4》 A+B+D=27×3=81
三番目に重い組合せは次の通りです。
《5》 A+D+E=38×3=114
又は《6》 B+C+E=38×3=114
《7》 B+C=172−114=58
又は《8》A+D=172−114=58
上記を条件にA、B、C、D、Eを求めます。
 C=《2》+《3》―《1》=(A+B+C)+(C+D+E)−(A+B+C+D+E)= 78+135−172=41・・・・《9》
 D=《3》+《4》−《1》=(C+D+E)+(A+B+D)―(A+B+C+D+E)= 135+81−172=44・・・・《10》
《9》と《10》を《3》に代入する
 E=135−41−44=50・・・・《11》

《7》にC=41を代入する
 B=58−41=17
《8》にD=44を代入する
 A=58−44=14
Bを17とするとA=37−17=20
これだとA<Bに矛盾するので
Aを14としてB=37−14=23となる
これですべての条件に合ったことになります。


解答・その20

(ペンネ−ム:Ryu1128)

3つのおもりを選んだときその組み合わせは=10通りとなります。
題意から問題を、書き換えると(単位はg)次のようになります
A<B<C<D<E        ・・・《1》
A+B+C+D+E=34.4×5=172   ・・・《2》
3つのおもりの組み合わせの関係を@に従って表すと次のようになります
  A+B+C<A+B+D<A+B+E
  A+C+D<A+C+E<A+D+E
  B+C+D<B+C+E<B+D+E<C+D+E

  A+B+C=26×3=78       ・・・《3》 [1](《1》から自明)
  A+B+D=27×3=81       ・・・《4》 [2](《1》から自明)
  C+D+E=45×3=135       ・・・《5》 [3](《1》から自明)
ここで3番目に重い組み合わせはA+D+EとB+C+Eのどちらかになりますが
  A+D+E=38×3=114が真なら
  B+C+E=38×3=114 が偽
以上を踏まえて
《2》《3》《5》からC=41
《3》からA+B=78-41=37
《4》からD=81-37=44
《5》からE=135-44-41=50
A+D+E=114ならA=20、B=17
《1》 から偽
よって
B+C+E=114ならB=23、A=14
が真

  A=14
  B=23
  C=41
  D=44
  E=50

コメント

与えられた条件を整理していく必要があります。特に、
  条件 [4] 3番目に重い組合せのとき、平均の重さは38g でした。
については、場合分けが必要になります。


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