![](http://oshiete.xgoo.jp/images/v2/pc/qa/question_title.png?5a7ff87)
数学の問題です。よろしくお願い致します。
問題
家とスーパーの往復で、行きの平均時速をXkm, 帰りの平均時速をYkmとするとき、往復の平均時速Zkmは次の式で表される。
1/Z=1/2(1/X+1/Y)
Nさんは家とスーパーの間を2往復した。1往復目は自転車で、家からスーパーに行くときは平均時速10km、スーパーから家に帰るときは平均時速8.0kmであった。2往復目は車に乗り、家からスーパーに行くときは平均時速40km、スーパーから家に帰るときは平均時速50kmであった。2往復全体での平均時速は何kmか。
私は、与式より1往復目の平均時速と2往復目の平均時速を求め、2で割りました。その結果26.666…でした。
が、解答は、
1往復目を往路、2往復目を復路と考えて、与式をまとめる。
全行程の平均時速をZとすると、
1/Z=1/4(1/10+1/8+1/40+1/50)=27/400KM/時
となっていました。
でも、私はこのやり方がよく理解できません。
そもそも問題の与式もどうしてその式になるのかわかりませんし、
それを使った解答で、どうして、1/4となっているのかもわかりません。
どなたか教えてください!よろしくお願いします!
補足が必要であれば、させていただきます。
No.2ベストアンサー
- 回答日時:
確かにわかりにくい式ですが、解法が与えられているので、これを使うのが原則です。
式が納得出来なくても解けます。独自の解法を持ち込んではダメです。>私は、与式より1往復目の平均時速と2往復目の平均時速を求め、2で割りました。その結果26.666…でした。
時速を足して2で割ったらダメですよね。それでは正確にたどりつけないために、式が与えられているわけです。本来であれば、この式が与えられていなくても正解にたどり着けないとダメ (小学生レベルの問題です) なんですが、問題の難易度を下げるために式が与えられているのだから、与えられた式でとかないと損しますよ。
1往復目:
1/a = 1/2(1/10+1/8)
2往復目:
1/b = 1/2(1/40+1/50)
ここで、平均時速のさらに平均を求めるため、再度、与式を適用。
総平均:
1/c = 1/2(1/a+1/b) = 1/2(1/2(1/10+1/8)+1/2(1/40+1/50))
=1/4(1/10+1/8+1/40+1/50)
わかりました?
以下はおまけ。式の解説です。
>そもそも問題の与式もどうしてその式になるのかわかりませんし、
あなたの理論の、時速を平均するという意味は、半分の時間をXで進み、もう半分の時間をYで進むという意味ですよね?
例えば、X=10, Y=8とおいて、合計2時間進むとすると、18kmの距離となり、平均時速は確かに9km/hとなりますが、10kmを10km/hで進み、8kmを8km/hで進むという条件となりますから、折り返し地点から1km戻ってから時速8kmに落とさないと、計算に当てはまらなくなります。
問題のシチュエーションは、半分の距離をXで進み、もう半分の距離をYで進むというケースです。よって、平均を求めるためには、それぞれの所要時間を計算して平均する必要が有ります。
9kmを10km/hで進むと9/10時間かかり、9kmを8km/hで進むと9/8時間かかりますので、合計時間は9/10 + 9/8 = 81/40 = 2.025時間となり、あなたの理論と実際にはずれがあることがわかります。
距離の割合は決まってますので、時間そのものが具体的に出てこなくても平均時速を出すことは可能で、そこを整理した式が与式です。
逆数で計算すべきか、そうでないかは良く出てくる問題なので慣れましょう。
ご回答ありがとうございます。
一応、与式は一度目で使ったので、その後は2でわればいいかなと思いました。。。
でもご説明を読ませていただいて、自分のやり方は間違っているとわかりました。ありがとうございます。
No.8
- 回答日時:
>>1/Z=1/2(1/X+1/Y)
この式は何なのでしょうか?
(距離、時間、速度)の関係は、
距離=速度*時間
この式でさへ時には曖昧になります。
面倒でも単位を付けると曖昧さが解消出来ます。
距離(Km)=速度(Km/h)*時間(h)、
左辺と右辺で、単位が一致します。
2地点の距離を A
往路にかかる時間H1
往路の速度 X
(1)これでA=H1*X
復路にかかる時間H2、
復路の速度 Y
(2)これでA=H2*Y
往復の距離 2A
往復の時間 H1+H2
往復の速度 Z
(3)これで2A=(H1+H2)*Z
ここで<思考はSTOPし、形式的な計算をします。>
(1)より、H1=A/X、(2)より、H2=A/Y
(3)より、(H1+H2)=2A/Z
最終式は、(2A/Z)=(A/X)+(A/Y)
此の式は、意味が判りやすいです。もし、2地点の距離を1とできるならばBESTであり、形式的にも
(4) (2/Z)=(1/X)+(1/Y)
両辺を2で割る必要はありませんが、貴殿の見た式は2で割ってあります。
ーーー
さて本問題では、往、復、往、復ですので
(4)式がふたつ必要です。
(2/Z)=(1/X1)+(1/Y1)
(2/Z)=(1/X2)+(1/Y2)
(5) (4/Z)=(1/X1)+(1/Y1)+(1/X2)+(1/Y2)
この式に、よっつの数値、10、8、40、50を代入すると、
(6) (4/Z)=(1/10)+(1/8)+(1/40)+(1/50)
あとは、分数計算を確実に行えば、
Z=400/27(Km/時間)とでます。
(貴殿の力はある程度は既知のため、無礼ですが)
この問題を算数(算術)として解くならば、
文字の使用を禁止されているので、
(4/○)=(1/10)+(1/8)+(1/40)+(1/50)
こじ付けですがOKとなります。
<平均時速>に関しては、異論がありますが、今回は止めます。
ーーー
ご回答ありがとうございます。
確かに物理などでも答えの確認に次元を用いると良いというのを聞きました。
式を日本語に直して次元をみつめるとわかりやすいです。
ありがとうございました。
No.7
- 回答日時:
#6です。
私の方法と「与式」の関係を述べないと、質問者さんの疑問に答えたことになりませんよね。しかし‥
私の方法を式で表現して、それと「与式」をジッと見比べてください。同じことを言っているはずです。そういうことも、良い数学的訓練になります。
くれぐれも「最初の往復が往路、次の往復が復路」などという「数学的にセンスの悪い」考え方をしないように。要するに、同じ道を4回通った、ということであって「どっち向きに?」「だれが?」「何に乗って?」「順番は?」などという「不要なもの」を早く頭から除くことが、数学と仲よしになる近道です。
No.6
- 回答日時:
以前にも「平均時速」で議論が沸騰してしまったことがあります。
私は「平均時速」という用語がよくないと思います。これを「時速の単純平均」だとカン違いをした人を責めるわけにはいきません。「時間の重みつき平均速度」などと呼べばいいのでしょうが、それも厄介です。例えば「総合時速」といってみませんか。そうすれば「総合距離」を「総合時間」で割ったものだ、ということがほぼ自明です。
さて、この問題では「家からスーパーまでの距離」が書いてありません。これが「何キロでも構わない」ということを直観的に理解するには、多少の数学的訓練が要りますが、ここでは200キロメートルとしましょう。ずいぶん遠いスーパーで、買いものにも骨が折れますが、10、8、40、50のどれでも割り切れる数を選んでみました。
すると、所要時間は20+25+5+4=54時間になります。したがって、800キロメートルを54時間で移動したことになります。あとは、簡単ですね。
![](http://oshiete.xgoo.jp/images/v2/common/profile/M/noimageicon_setting_15.png?5a7ff87)
No.5
- 回答日時:
平均速度とは、進んだ距離に対して移動時間で割ったものです。
平均速度と平均速度の和を2で割っても平均速度にはなりません。
この点に関しては、間違いやすいので、注意する必要があります。
もう一つ重要なのは、算数レベルでの解法であれば、片道の距離は何km
であるかを予め仮定しておく事です。中学の数学レベルであれば、
片道の距離を適当な文字でおく事です。
質問者さんは文字を使っているので、ここでは、片道の距離をxとおきます。
すると、
移動距離の総和--- 4x
移動時間の総和--- x/10+x/8+x/40+x/50
となるので、
移動距離の総和÷移動時間の総和より、平均速度を求めると、
4x÷(1/10+1/8+1/40+1/50)x
=4÷(1/10+1/8+1/40+1/50)
=400÷(10+12.5+2.5+2)
=400/27kmになります。
>1/Z=1/4(1/10+1/8+1/40+1/50)=27/400KM/時
この場合は求めるべき平均速度をZとおいて、
片道の距離を1とします。
そうすると、
移動時間の関係式は以下のようになりますので、
4/z = 1/10+1/8+1/40+1/50
より、両辺を4で割ると、
1/z = 1/4(1/10+1/8+1/40+1/50)
また、移動時間の和の1/4は1/zに等しいので、上記の等式が成立する
という捉え方もできます。
これは平均時速zで常に走ったと仮定すると、片道の移動時間である1/zは常に等しくなり、1/10+1/8+1/40+1/50の和を均等にするには4で割ればよい事が分かりますね..。
ご回答ありがとうございます。
今回は考えが浅かったようで、
もっとしっかり考えれば2でわるようなことはなかったと思います。
1/○という与式の意味がよくわかりました。ありがとうございます。
No.4
- 回答日時:
貴方の方法では平均速度は出ません。
問題を非常に単純化して考えてみます。
自宅からスーパーまで2kmあったとします。
自宅からスーパーまで1km/時で、
帰りは2km/時で帰ったとします。
・貴方の方法では往復の平均速度は(1+2)/2=1.5km/時
・往復でかかった時間を計算して、全体で動いた距離
(2x2=4km)を割るという本来の平均速度の定義で
計算してみます。
かかった時間=往路(2/1)+復路(2/2)=3時間
平均速度=4/3=1.333.。。。km/時
この単純な例でお分かりと思いますが、こういう問題は平均速度の
定義に立ち戻って考えるべきで、平均という言葉に引っ張られて
単に平均をとるようなことはしないことです。
なお、最初の式も、別に出題者に与えられなくても分かります。
それもわなのひとつかもしれませんね。
なお、わからないときは、上のように、非常に単純な例を作って
考えると理解しやすいです。
ご回答ありがとうございます。
みなさんのご回答を読ませていただいて確かに自分の方法は間違っていると分かりました。
またおっしゃるように、単純な例を作るとわかりやすいですね。
貴重なアドバイスをいただきましてありがとうございました。
お探しのQ&Aが見つからない時は、教えて!gooで質問しましょう!
似たような質問が見つかりました
- 数学 平均の速さの求め方について質問させて頂きます。 12 2023/08/09 17:13
- 中学校受験 中学受験の問題です。解き方を教えて下さい。 振り子が10往復するのにかかる時間を3回測りました。3回 2 2023/05/28 15:20
- その他(学校・勉強) 数学に詳しいかた教えてください。 SPIの勉強をしていたら、ちょっとした疑問が出てきました。 Aさん 3 2022/09/10 16:55
- 数学 数学の問題 7 2022/08/28 11:31
- 電車・路線・地下鉄 行きは、電車の乗車時間で 2 2022/04/23 22:20
- 数学 平均とは。 8 2023/05/23 21:17
- 数学 LがP地点とQ地点を往復したところ、4時間24分かかった。行きは時速6km、帰りは時速5kmで歩いた 5 2022/06/01 08:35
- 物理学 二つの光時計 2 2022/06/02 16:32
- 物理学 ここで回答している相対論信者って全員、相対性理論を理解できてないですよね? 4 2023/03/08 12:40
- 運転免許・教習所 運転免許学科試験の勉強をしています。 往復の方向別に分離されている高速道路での最低速度は50キロメー 4 2022/08/14 15:58
デイリーランキングこのカテゴリの人気デイリーQ&Aランキング
-
時速270キロの新幹線で140キロ...
-
徒歩で1時間20分の場所に行くの...
-
42キロを車で何分?
-
3kmを15分で走ると時速何キロで...
-
2.5キロは、徒歩で何分ぐらいで...
-
時速の計算 小6
-
速さ120キロはどのくらい早いで...
-
道のり=速さ×時間・・で解ける...
-
180kmの距離を1時30分で移動...
-
3キロを14分で走るとすると...
-
小学生の徒歩の時速って何キロ...
-
3.3キロを徒歩で30分でゴールす...
-
100km歩くのってどれくらい時間...
-
歩くスピードが時速4.6キロって...
-
6年生の分数の割り算の問題です。
-
速さの平均をなぜ相加平均で解...
-
110キロメートルを1時間50分か...
-
調和平均(速度)の問題について
-
5年の女子で100メートルが14秒...
-
数量の関係を不等式で。 xkmの...
マンスリーランキングこのカテゴリの人気マンスリーQ&Aランキング
-
2.5キロは、徒歩で何分ぐらいで...
-
42キロを車で何分?
-
徒歩で1時間20分の場所に行くの...
-
小学生の徒歩の時速って何キロ...
-
3.3キロを徒歩で30分でゴールす...
-
3kmを15分で走ると時速何キロで...
-
100km歩くのってどれくらい時間...
-
歩くスピードが時速4.6キロって...
-
一般道路の所要時間の計算について
-
道のり=速さ×時間・・で解ける...
-
時速15キロで8キロメートル行く...
-
3キロを14分で走るとすると...
-
徒歩50km 何時間かかりますか?
-
速さの平均をなぜ相加平均で解...
-
距離を求める問題の解法を教え...
-
Excel で速度計算について教え...
-
110キロメートルを1時間50分か...
-
普通の体格の成人女性が16キ...
-
徒歩旅行の一日の進行距離を教...
-
徒歩の時速
おすすめ情報