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「解法のポイント」はないこともある、かもしれない
今回のテーマは……「仕事算(方程式)」
仕事算の解き方といえば、「全体量を1とおく」
これ、すごく抽象的で分かりづらいなーと筆者は思うんです。
1の仕事を分かち合うってイメージしづらくない?
実は、仕事算の全体量は必ずしも1とする必要はありません。
生産数100台とか、コピー用紙1000枚とか、具体的な数だっていいんです。
仕事算は、【仕事量に単位を与える】と圧倒的に式が立てやすくなります。
今回は、【仕事量に単位を与える】と仕事算をもっと理解できるよ、というお話です。
例によって、数的処理の過去問みたいな演習問題を使ってレクチャーします。
仕事算を勉強したけど式が立てられない人に超オススメ
演習問題:ペンキ塗り作業の仕事算
作業員A〜Eは、時間あたり一定の広さの壁にペンキを塗ることができる。5人全員でペンキを塗ると、ちょうど1時間で塗り終えられる広さの壁について、次のことが分かっているとき、DとEの2人でペンキを塗り終えるのにかかる時間はいくらか。
- AとBの2人でペンキを塗ると、塗り終えるのに\(\frac{27}{10}\)時間かかる。
- AとCの2人でペンキを塗ると、塗り終えるのに\(\frac{12}{5}\)時間かかる。
- BとCの2人でペンキを塗ると、塗り終えるのに4時間かかる。
- \(\frac{9}{5}\)
- \(\frac{27}{13}\)
- \(\frac{17}{8}\)
- \(\frac{24}{7}\)
- \(\frac{11}{3}\)
2
ペンキ塗り作業を分かち合う問題。
一定の広さってどれくらい?
以下、詳しい解説。
あっさりした解説がお好みの方は、一番下の略解を見てね。
おっと申し遅れました。
解説は筆者、「数的処理の穴場」管理者のモクセイがお送りします。
↑これでも元塾講で国家総合職の筆記合格者
おそすぎる自己紹介
それでは、解説スタート!
解説:壁の広さを枚数で表現する
決まった量を、数人で協力して減らしていってゼロにする、という問題を「仕事算」といいます。
ここに「増える」が加わったものがニュートン算
ニュートン算の解き方は、以前紹介しています。
「文字でおく→方程式を立てる→連立で解く」
この流れに沿って進めます。
【1】文字でおく:仕事量をタイルの枚数でとらえる
仕事算は、【仕事量に単位を与える】と解きやすくなります。
仕事量に、単位を付けてあげてください。
本問であれば、「壁の広さ」
仮に、\(n\)枚のタイルでできた壁、と考えてみます。
このとき、AとBが時間あたりに塗るタイルの枚数は、単純な足し算(\(a+b\)枚)で与えられます。
すると、かかる時間は割り算で求められます。
文字で表せば、\(\frac{n}{a+b}\)
【2】式を立てる:仕事にかかる時間の条件を式化
「5人全員でペンキを塗ると、ちょうど1時間で塗り終えられる」のであれば、
\[
\frac{n}{a+b+c+d+e}=1…(\mathrm{o})
\]
1つ目の条件「AとBの2人でペンキを塗ると、塗り終えるのに\(\frac{27}{10}\)時間かかる。」より、
\[
\frac{n}{a+b}=\frac{27}{10}…(\mathrm{i})
\]
2つ目の条件「AとCの2人でペンキを塗ると、塗り終えるのに\(\frac{12}{5}\)時間かかる。」より、
\[
\frac{n}{a+c}=\frac{12}{5}…(\mathrm{ii})
\]
3つ目の条件「BとCの2人でペンキを塗ると、塗り終えるのに4時間かかる。」より、
\[
\frac{n}{b+c}=4…(\mathrm{iii})
\]
【3】連立:辺々足すと「\(a+b+c=〜\)」ができる
(i)+(ii)+(iii)より、
\[
2(a+b+c)=\frac{28}{27}n \\
→a+b+c=\frac{14}{27}n
\]
これを(o)に代入すると、
\begin{align}
\frac{14}{27}n+&d+e=n \\
&→d+e=\frac{13}{27}n \\
&→\frac{n}{d+e}=\frac{27}{13}…(答)
\end{align}
よって、2が正解です。
おわりに:仕事算は単位で理解する
お疲れ様でした!
仕事算では、【仕事量に単位を与える】と理解して式を立てられるのでおすすめです。
仕事算に限らず、文章題は数量同士の関係をつかむのが大切ですよ。
宿題→プリントの枚数、とか、草取り→草の重さ(グラム)、みたいに
今回は、一定量の仕事を分担したときにかかる時間の問題でした。
壁の広さをタイルの枚数で捉えると、分担した場合の時間の関係が見えやすくなります。
解き方はニュートン算と全く同じ。
収支でとらえるなら、はじめの量\(n\)に対し、収支が\(a+b\)ずつマイナス、と解釈できます。
仕事算は全てニュートン算
ニュートン算の「解法のポイント」について、もっと知りたい方はコチラ(やや難)
こっちは標準レベル。
こんな風に単純計算で時間管理できる仕事、現実にはほとんどないけどね
一つの仕事してる間にも別の仕事頼まれるし
最後までお読みいただきありがとうございました。
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略解
仕事量(壁の広さ)を、タイルの枚数で考える。
壁全体のタイルの枚数を\(n\)、Aが時間あたりに塗るタイルの枚数を\(a\)、などとおく。
「5人全員でペンキを塗ると、ちょうど1時間で塗り終えられる」は、次式。
\[
\frac{n}{a+b+c+d+e}=1…(\mathrm{o})
\]
1つ目の条件「AとBの2人でペンキを塗ると、塗り終えるのに\(\frac{27}{10}\)時間かかる。」より、
\[
\frac{n}{a+b}=\frac{27}{10}…(\mathrm{i})
\]
2つ目の条件「AとCの2人でペンキを塗ると、塗り終えるのに\(\frac{12}{5})時間かかる。」より、
\[
\frac{n}{a+c}=\frac{12}{5}…(\mathrm{ii})
\]
3つ目の条件「BとCの2人でペンキを塗ると、塗り終えるのに4時間かかる。」より、
\[
\frac{n}{b+c}=4…(\mathrm{iii})
\]
(i)+(ii)+(iii)より、
\[
2(a+b+c)=\frac{28}{27}n \\
→a+b+c=\frac{14}{27}n
\]
これを(o)に代入すると、
\begin{align}
\frac{14}{27}n+&d+e=n \\
&→d+e=\frac{13}{27}n \\
&→\frac{n}{d+e}=\frac{27}{13}…(答)
\end{align}
したがって、2が正解である。
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