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GAC004 数学I:基礎

GAC 数学 · トピック 1

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13:05

演習例

この練習パックのための地図です。4つの質問があり、それぞれ既知のシートに結びついています:Q1 と Q2 はシート one point one に属し、Q3 はシート one point … に属します

英語ナレーション・英語+中文字幕 burning-in

1.1

このモジュールとは何か、および採点基準

ある価格が 20% 下落した後に 20% 上昇しても、元の値に戻らないことがあります。『数学I』では、この結果を説明するための手法、単元、そして明確な解釈を提供します。6つの単元は、算数、代数、グラフ、幾何学、三角関数、指数モデルを結びつけています。

貴センターの現在の評価指示書が、タスク、配点、許可されたツール、締切日における権威となります。クラス内テストは指定された教室の条件下で実施されます。プロジェクトにはデータ収集、計算、報告が含まれることがあります。試験と** coursework(課題)**には異なる指示がある場合があります。これらの練習シートから公式の評価パターンを推測しないでください。

用語ログブックには、英語の用語、自分の言葉での意味、小さな例を記録できます。提出や評価の対象となる場合は、貴センターの指示に従ってください。

指示語を読み解く:solve(値を求める)は条件を満たす値を求め、simplify(簡略化)は等価な式を求め、justify(理由を述べる)は根拠を示すことを意味する。結果が導き出されるプロセスを確認できるよう、有効な手順を示すこと。各タスクの採点基準が得点決定の基準となる。

付随する6枚の実践シートはGAC004に準拠したオリジナル教材であり、公式試験問題ではない。解答では、書き出しの長さではなく、明示された数学的計算ステップに基づいて採点される。

English 日本語
in-class test/ɪn klæs test/ 授業内テスト
projects/ˈprɒdʒekts/ プロジェクト
examination/eɡˌzæmɪˈneɪʃn/ 試験
coursework/ˈkɔːsjuːɜːk/ 課題
terminology logbook/ˌtɜːmɪˈnɒlədʒi ˈlɒɡbʊk/ 用語帳
command word/kəˈmænd wɜːd/ 指示語
integer/ˈɪntɪdʒə/ 整数
rational number/ˈræʃənl ˈnʌmbə/ 有理数
irrational number/ɪˈræʃənl ˈnʌmbə/ 無理数
prime number/praɪm ˈnʌmbə/ 素数
order of operations/ˈɔːdə ɒv ˌɒpəˈreɪʃnz/ 計算の順序
factor/ˈfæktə/ 因数
multiple/ˈmʌltɪpl/ 倍数
highest common factor (HCF)/ˈhaɪɪst ˈkɒmən ˈfæktə/ 最大公因数 (HCF)
lowest common multiple (LCM)/ˈləʊɪst ˈkɒmən ˈmʌltɪpl/ 最小公倍数 (LCM)
percentage/pəˈsentɪdʒ/ 百分率
Significant figures/sɪɡˈnɪfɪkənt ˈfɪɡəz/ 有効数字
Standard form/ˈstændəd fɔːm/ 標準形
expression/ekˈspreʃn/ 式
terms/tɜːmz/ 項
coefficient/ˌkəʊɪˈfɪʃənt/ 係数
constant/ˈkɒnstənt/ 定数
equation/ɪˈkweɪʒn/ 方程式
identity/aɪˈdentɪti/ 恒等式
inequality/ɪniːˈkwɒlɪti/ 不等式
expand/ekˈspænd/ 展開
factorise/ˈfæktəraɪz/ 因数分解
linear equation/ˈlɪnɪə ɪˈkweɪʒn/ 一次方程式
quadratic equation/kwɒˈdrætɪk ɪˈkweɪʒn/ 一元二次方程式
Simultaneous equations/ˌsɪməlˈteɪnɪəs ɪˈkweɪʒnz/ 連立一次方程式
reverses/rɪˈvɜːsɪz/ 逆
gradient/ˈɡreɪdɪənt/ 傾き
y-intercept/waɪ ˌɪntəˈsept/ y切片
parallel/ˈpærəlel/ 平行
perpendicular/ˌpɜːpənˈdɪkjʊlə/ 垂直
midpoint/ˈmɪdpɔɪnt/ 中点
distance/ˈdɪstəns/ 距離
parabola/pəˈræbələ/ 放物線
vertex/ˈvɜːteks/ 頂点
roots/ruːts/ 解
graphically/ˈɡræfɪkli/ グラフによる求解
polygon/ˈpɒlɪɡən/ 多角形
Congruent/ˈkɒŋɡruːənt/ 合同
similar/ˈsɪmɪlə/ 相似
Pythagoras' theorem/paɪˈθæɡərəs ˈθɪərəm/ 三平方の定理
1.1

用語と計算の確認

シラバス

GAC004 マサマティクスI:基礎編(レベルI)の6単元中第1単元。本モジュールは約40時間の授業と20時間の自学学習で構成され、評価は教学センターにて行われACTによる調整が行われます——外部試験はありません。*

モジュールの目的: このモジュールを修了した学生は、英語圏での高等教育に備え、数学の基本概念とその言語について理解していることを示せるようになる。

この単元が達成を目指す学習成果:

学習目標 GAC004.1: 基本の四則演算を用いて初級レベルの数学の問題を解く。

出典: Cambridge International シラバス

すべての後続単元において、数の用語は前提とされる。

整数とは、負の整数や0を含む自然数である。有理数は 分母がゼロでない2つの整数の分数として表せる;無理数はそうできず、$\pi$ および$\sqrt{2}$が標準的な例である。素数とは、1より大きい正の整数で、正の約数がちょうど2つ(自身と1)のもの。

累乗、次に掛け算と割り算、次に足し算と引き算であり、同じレベル内では左から右へ順に計算する。 指数(累乗)、次に掛け算と割り算、最後に足し算と引き算を行い、左から右へ進みます。 同じレベル内でも左から右へと進めます。

$$3 + 4 \times 2^2 = 3 + 4 \times 4 = 3 + 16 = 19$$
  • 約数とは、ある数を正確に割り切ることができる数のことです。倍数とは、その数を掛けて得られる数のことです。 6 は 24 の約数であり、 24 は 6 の倍数です。
  • 最大公約数 (HCF) と 最小公倍数 (LCM) 素因数分解から求められます: $24 = 2^3 \times 3$ と $36 = 2^2 \times 3^2$ なので、最大公約数は $2^2 \times 3 = 12$ 、最小公倍数は $2^3 \times 3^2 = 72$ です。
  • 百分率は分母が100の分数である。15%の増加は $1.15$倍になる;15%の減少は$0.85$倍になる。百分率の変化を逆にするには、 ** worked example.** 減少と増加では異なるベースを使う
  • 有効数字とは、指定された精度で値を表すために残される桁である。これだけでは測定の正確さを保証しない。$0.004\,072$を3桁の有効数字で 表すと$0.004\,07$となる。
  • 標準形式とは、nを整数として、非ゼロの数を$a \times 10^n$×$1 \le |a| < 10$の形に表すこと。これは 電卓が非常に大きな答えや非常に小さな答えを表示する方法である。

** worked example.** 減少と増加では異なる基準を用いる

この例題では、価格が80から64へ、さらに76.8へと移り変わります。これは、各百分率がその時点での価格に基づいているためです。
解例の価格は 80 から 64 を経て 76.8 に移行するが、各パーセンテージはその時点での価格に基づいているためである。

既知: 80 単位の価額が 20% 低下した後、20% 上昇する。なぜ順次乗数を用いるのか? 各変化は現在の価格に基づいて計算されるからである。

$$P_{new}=P_{old}(1-r/100)$$
$$P_1=80(1-20/100)=64$$
$$P_{new}=P_{old}(1+r/100)$$
$$P_2=64(1+20/100)=76.8$$

価額は 80 に戻っていない。低下幅は 16 であったが、後の上昇幅は 12.8 である。これは基準が異なるためである。

練習シート 1.1 を続けて解く。解答を開く前に解き、方法と最終単位を両方確認せよ。

1.2

代数学I: 代数学入門

シラバス

GAC004数学I:基礎(レベルI)のUnit 2 of 6。このモジュールは、約40時間の授業時間と20時間の自学自習を要し、教学センターで評価されACTによって調整されるが、外部試験はない。

この単元が達成を目指す学習成果:

学習目標 GAC004.2: 代数的手法を用いて基本的な代数演算を行い、方程式と不等式を解く。

出典: Cambridge International シラバス

代数学とは、数字を表す文字を用いた算術であり、独自の用語を持つ。

$5x^2 - 3x + 7$ は全体として 式 であり、$5x^2$、$-3x$、$7$ はその 項 である; 5 は $x^2$ の 係数 であり、7 は 定数 である。

** worked example.** 負の数で割るとき、不等号の向きを逆転させる は定義域内のすべての値に対して真である。不等式 とは、$<$、 $\le$、$>$ または $\ge$ で二つの式を比較するものである。

展開 とは括弧を外すことであり、因数分解 とは括弧を戻すことである。

$$(x + 3)(x - 5) = x^2 - 5x + 3x - 15 = x^2 - 2x - 15$$
  • 一次方程式 を解くとは、両辺に同じ操作を行い、 文字が単独になるまで続けることである。
  • 二次方程式 は $ax^2+bx+c=0$ という形を持ち、$a\ne0$ が成立する。適切な場合は因数分解し、または $x = \dfrac{-b \pm \sqrt{b^2 - 4ac}}{2a}$ を用いる。
  • 連立方程式 とは、未知数が2つある2つの方程式であり、代入法 または消去法によって解く。一次方程式の組の場合、一意の解はその交点である。平行で異なる直線には解がなく、一致する直線には無数の解がある。
  • ⚠ 両辺に負の数を掛けたり割ったりすると、不等号は逆転します。 数: $-2x > 6$から$x < -3$が導かれます。

例題。 負の数で割る際に不等号を逆転させる

数直線においてxが2より小さいことが示されており、2には開いた円があります。
数直線で x は 2 より小さく、2 には開いた円がある。

既知: $7-3x>1$を解きます。両辺から7を引くこと、次に負の3で割ることを行います。最後の操作により不等号が逆転します。

$$7-3x>1\quad\Longrightarrow\quad -3x>-6$$
$$x<\frac{-6}{-3}=2$$

開いた円は 2 を除外します。$x=1$ を確認すると $7-3(1)=4>1$ となり、境界 $x=2$ は等号が成立しますが除外されます。

練習シート 1.2 を続けて解いてください。解答を開く前に解き、方法と最終的な単位を両方確認してください。

1.3

代数学:グラフと座標幾何学

シラバス

GAC004数学I:基礎(レベルI)のUnit 3 of 6。このモジュールは、約40時間の授業時間と20時間の自学自習を要し、教学センターで評価されACTによって調整されるが、外部試験はない。

この単元が達成を目指す学習成果:

学習目標 GAC004.3: 代数関係をグラフ化し、座標幾何学を用いて問題を解く。

出典: Cambridge International シラバス

グラフは方程式を図に置き換え、座標幾何学はその図を計測するものです。

非垂直な直線は $y = mx + c$ と表すことができ、ここで $m$ は傾き、$c$ は y切片 y です。傾きは上昇量(rise)を水平移動量(run)で割った値です。

$$m = \frac{y_2 - y_1}{x_2 - x_1}$$
  • 異なる非垂直な直線は傾きが等しい場合平行となります。2つの非垂直な直線は傾きの積が $-1$ になる場合垂直となります。垂直線の傾きは定義できませんが、垂直線と水平線は互いに垂直です。
  • 中点とは端点の平均値であり、距離や はピタゴラスの定理から求められます:$d = \sqrt{(x_2 - x_1)^2 + (y_2 - y_1)^2}$ 。
  • 二次関数のグラフは放物線となります。その頂点は折り返し点であり、 根とは、$x$軸と交わるxの値、すなわち$y=0$の解のことです。重複根は軸に接して通らず、ある二次式には実数の根がない場合があります。
  • 2つの方程式をグラフ的に解くには、両方のグラフを描き、交点の座標を読み取ります。 答えの正確さは描图画像の精度に依存するため、代数による検証が重要です。 確認が必要です。

例題。 2つの既定点を通る上昇する直線

直線はA(1,2)とB(4,8)を通り、破線の座標変換ガイド付き。
直線は A (1,2) と B (4,8) を通り、破線の座標変化ガイドがある。

既知: $A=(1,2)$ と $B=(4,8)$。直線が非垂直であるため、傾きを使用する。

$$m=\frac{y_B-y_A}{x_B-x_A}=\frac{8-2}{4-1}=2$$

直線の方程式は $y=mx+c$ 。Aを代入して切片を求める。

$$c=y_A-mx_A=2-2(1)=0$$

したがって $y=2x$ 。図の水平方向の変化は3、垂直方向の変化は6である。

練習シート 1.3 を進めよ。解答を開く前に解き、手法と最終単位を確認せよ。

1.4

幾何学: 平面、立体およびユークリッド幾何

シラバス

GAC004数学I:基礎(レベルI)のモジュール6における単位4。この単元は、約40時間の授業時間および約20時間の自学学習を要し、教育センターで評価されACTによって統一管理されるが、外部試験はない。

この単元が達成を目指す学習成果:

学習目標 GAC004.4: 平面図形や立体に関する簡単な問題分析を行い、ユークリッド幾何学の問題を解く。

出典: Cambridge International シラバス

平面幾何は平面的な形状について、立体幾何は三次元のものについてであり、 ユークリッド幾何はそれらを結びつける論理である。

一直線上の角の和は $180°$、一点を取り囲む角の和は $360°$、また平面 直線Euclidean三角形の内角の和は $180°$ です。 $n$ 辺の単純な多角形では、内角の和は $(n - 2) \times 180°$です。

  • 合同な図形は大きさと形が同一であり、相似な図形は同じ形をしており、すべての長さの比が一定です。 すべて同じ比率の長さを持つ同一形状です。
  • ピタゴラスの定理は直角三角形で成立します:$a^2 + b^2 = c^2$、ここで $c$ は斜辺です。
  • 面積は平方単位、体積は立方単位で表されます。円柱の体積は 体積 $\pi r^2 h$;球の体積は $\tfrac{4}{3}\pi r^3$ 、表面積は $4\pi r^2$ です。
  • ⚠ 拡大は線形的ではありません。立体のすべての長さが倍になると、その面積は $2^2 = 4$ 倍になり、体積は $2^3 = 8$ 倍になります。

** worked example.** 三角柱は一定の断面を持ちます

直角三角形断面を持つ三角柱があります。垂直な辺は 3 と 4 cm、長さは 10 cm です。透視図はスケール通りではありません。
三角柱は、垂直な辺が 3 と 4 cm で長さ 10 cm の直角三角形断面を持ち、透視図は縮尺通りではない。

既知条件:直角三角形の辺は 3 と 4 cm、柱の長さは 10 cm です。断面積を求めた後、柱の長さで掛け算してください。

$$A=\frac12 bh=\frac12(3)(4)=6\ \text{cm}^2$$
$$V=AL=6(10)=60\ \text{cm}^3$$

傾いた三角形の辺は垂直高ではありません。体積は三角形の端面の面積とは異なります。

練習シート 1.4 を続けて解いてください。解答を確認する前にまず解き、手法と最終的な単位を両方確認してください。

English 日本語
Area/ˈeərɪə/ 面積
volume/ˈvɒljuːm/ 体積
sine rule/saɪn ruːl/ 正弦定理
cosine rule/ˈkəʊsaɪn ruːl/ 余弦定理
1.5

三角関数

シラバス

GAC004数学I:基礎(レベルI)のモジュール6における単位5。この単元は、約40時間の授業時間および約20時間の自学学習を要し、教育センターで評価されACTによって統一管理されるが、外部試験はない。

この単元が達成を目指す学習成果:

学習目標 GAC004.5: 三角関数の手法を用いて多様な問題の解答を計算する。

出典: Cambridge International シラバス

三角関数は三角形の角度と辺の長さを結びつけます。

$\theta$ に相当する。計算機がどのモードにあるか確認せよ。 $\sin \theta = \dfrac{\text{opposite}}{\text{hypotenuse}}$, $\cos \theta = \dfrac{\text{adjacent}}{\text{hypotenuse}}$ および $\tan \theta = \dfrac{\text{opposite}}{\text{adjacent}}$.

非退化な平面ユークリッド三角形に対して、正弦の定理と余弦の定理が適用されます:

$$\frac{a}{\sin A} = \frac{b}{\sin B} = \frac{c}{\sin C}, \qquad a^2 = b^2 + c^2 - 2bc\cos A$$
  • 角度は**度(degrees)またはラジアン(radians)**で測定され、$\pi$ラジアンは たとえば $180°$ のような形式をとる。
  • **単位円(unit circle)は$90°$を超えて比を拡張し、なぜ$\sin$と$\cos$が $360°$ごとに繰り返されるか:これらは周期関数(periodic)**である。
  • 方位角は北から時計回りに測られ、常に3桁で表記され、 例えば$075°$など。
  • 仰角・俯角は水平面からの角度として測られ、それぞれ上向きと下向きです。答えが地上からの高さを含む場合は、観察者や機器の高さを加算してください。辺-辺-角(SSA)データの場合、正弦の定理により2つの三角形が存在する可能性があるため、補角の双方を残りの角度の和に対して検証してください。

解題例。 水平距離と角度から高さを求める

右三角形の水平底辺は 12 m、仰角は 30 度です。未知の高さは角の向かい側(対辺)に相当します。
A right triangle has a 12 m horizontal base and an angle of elevation of 30 degrees; the unknown height is opposite the angle.

既知条件: 水平距離 $d=12$ m と仰角 $\theta=30^\circ$。高さ h は対辺、d は隣辺なので、度単位の接線関数(tangent)を使用します。

$$\tan\theta=\frac{h}{d}$$
$$h=d\tan\theta=12\tan30^\circ\approx6.93\ \text{m}$$

これは観察者の水平視準面からの高さであり、自動的に地面からの高さではありません。

練習シート 1.5 を続けて解いてください。解答を開く前に解き、手法と最終的な単位を両方確認してください。

English 日本語
hypotenuse/haɪˈpɒtənjuːs/ 斜辺
degrees/dɪˈɡriːz/ 度
radians/ˈreɪdɪənz/ ラジアン
unit circle/ˈjuːnɪt ˈsɜːkl/ 単位円
periodic/ˌpɪərɪˈɒdɪk/ 周期的
bearing/ˈbeərɪŋ/ 方位角
Angles of elevation and depression/ˈæŋɡlz ɒv ˌelɪˈveɪʃn ænd dɪˈpreʃn/ 仰角と俯角
exponential function/ˌekspəˈnenʃl ˈfʌŋkʃn/ 指数関数
1.6

指数関数と対数関数

シラバス

GAC004数学I:基礎(レベルI)のモジュール6における単位6。この単元は、約40時間の授業時間および約20時間の自学学習を要し、教育センターで評価されACTによって統一管理されるが、外部試験はない。

この単元が達成を目指す学習成果:

学習目標 GAC004.6: 指数関数と対数関数、およびそれらの方程式を解き、グラフを描く。

出典: Cambridge International シラバス

これらの2つの関数は増減を表し、互いに逆の操作を行います。

指数関数は $y=a^x$ の形を持ち、 $a>0$ と $a\ne1$ で表されます:変数は指数部分にあります。各ステップごとにその値は a 倍になります。$a>1$ のときは増加し、$0<a<1$ のときは減少します。y切片は 1 で、その値は常に正であり、x軸は水平な漸近線となります。

対数は逆の質問に対する答えです。 $\log_a y = x$ は厳密に $a^x = y$ を意味するため、 $\log_{10}1000=3$ となります。実対数の場合、引数は正でなければならず、底は正かつ 1 と異ならなければなりません。グラフ $y=\log_a x$ は $(1,0)$ を通り、垂直な漸近線 $x=0$ を持ちます。

$$\log(mn) = \log m + \log n, \qquad \log\!\left(\frac{m}{n}\right) = \log m - \log n, \qquad \log(m^k) = k \log m$$
  • 正の引数および有効な同じ底の場合、法則は乗法を加法に変換し、これが対数が 指数部分に未知数を含む方程式を解くのに有用である理由です。
  • 自然対数は底 $e \approx 2.718$ を用い、 $\ln$ と表記されます。
  • 複利は指数関数的です:$A = P(1 + r)^n$ が $n$ 期間後に得られます。
  • 指数関数的減少は底が 0 と 1 の間にあるため、指定された仮定の下で各期間に保持される割合を表すことができます。実際のプロセスがそのモデルに従い続けることを保証するものではありません。

解題例。 繰り返し減少では固定量を引くのではなく掛け算を行う

100 で始まるモデルは、各期間に 0.8 倍され、80 、次に 64 となります。
A model starting at 100 is multiplied by 0.8 each period, giving 80 then 64.

既知条件: 創出された量は 100 ユニットで始まり、全期間ごとに 20 % 減少します。保持される比率は 0.8 なので、乗算モデルを使用します。

$$Q(n)=Q_0(1-r)^n$$
$$Q(2)=100(1-0.20)^2=64$$

最初の減少分は 20 ユニットで、2回目の減少分は 16 です。各期間に 20 を固定して引くことは異なるモデルとなります。

練習シート 1.6 を続けて解いてください。解答を開く前に解き、手法と最終的な単位を両方確認してください。

English 日本語
exponent/ekˈspəʊnənt/ 指数
logarithm/ˈlɒɡərɪθəm/ 対数
Natural logarithms/ˈnætʃərəl ˈlɒɡərɪθəmz/ 自然対数
Compound interest/ˈkɒmpaʊnd ˈɪntrest/ 複利
Exponential decay/ˌekspəˈnenʃl dɪˈkeɪ/ 指数関数的減少

追加練習:解説付き解答の付いた4問

このパックは、GAC004 Math I の3単元の練習を追加する。算数の復習(シート 1.1)、初歩的な代数(シート 1.2)、幾何学(シート 1.4)を網羅する。問題は基本計算、代数的手法、平面幾何学の練習である。GAC004 配布物およびその練習シートと併用して使用すること。

これはオリジナルの練習材料である。センターの評価指示を変更するものではなく、公式試験問題でもない。

「Practice questions」の質問にまず答えよ。解法整个过程を完全に記せ。その後、最終的な数値だけでなく、各解説付き解答との間で自分の解法過程を比較せよ。明確に記述された解法過程は、長いレポートよりも推論をよりよく示す。

各解答は同じ構造を持つ:既知の情報、なぜその法則が適用されるか、法則を記号で表したもの、そして数値。各行に1つの計算段階がある。最後に検証を行うが、これは解答の一部であるため、新しい用紙で実際に実行してみること。

問題 シート 練習内容
Q1 1.1 連続する2回の価格変動
Q2 1.1 増分の元に戻す
Q3 1.2 負の数で割る
Q4 1.4 長さから面積へ

練習問題

これらにまず答えよ。先を見ないこと。

Q1. 200 ユニットの価格が 10% 上昇し、その後 10% 低下する。

  • 最終価格を求める。
  • なぜ最終価格が 200 ユニットでないかを説明せよ。

Q2。 20%の増後、ある数値は84となる。元の数値を求めよ。

Q3。 $9-2x\le3$を解け。解答を数直線上に示せ。

Q4。 2つの相似形モデルの長さ比は$3:5$である。小さい方のモデルの表面積は$36\ \text{cm}^2$である。大きい方の表面積を求めよ。

worked answers(解説付き解答)

Q1の解答:各変化は現在の価格を用いる

既知:$P_0=200$個、上昇$r=10\%$、下降$r=10\%$。各百分率は現在の価格に基づく。したがって、各段階で乗数を適用する。

上昇の式を記号で表すと:

$$P_{new}=P_{old}(1+r/100)$$
$$P_1=P_0(1+r/100)=200(1+10/100)=220$$

下降を記号で表すと:

$$P_{new}=P_{old}(1-r/100)$$
$$P_2=P_1(1-r/100)=220(1-10/100)=198$$

最終価格は$\mathbf{198}$個である。

なぜ200ではないのか? 2つの乗数はCombined multiplier(統合乗数)を形成する:

$$\frac{P_2}{P_0}=(1+r/100)(1-r/100)$$
$$\frac{P_2}{P_0}=(1+r/100)(1-r/100)=(1+10/100)(1-10/100)=0.99$$

したがって、最終価格は初期価格の$99\%$分を維持している。全体での損失は$1\%$であり、ゼロではない。

上昇と下降も異なる金額から始まっている:

$$\Delta_{rise}=P_1-P_0=220-200=20$$
$$\Delta_{fall}=P_1-P_2=220-198=22$$

10% of 220 は 10% of 200 より大きい。下降が取り除く量は、上昇が加えた量より多い。

確認:全体での損失は初期価格の$1\%$である。

$$1-0.99=0.01$$
$$P_0\times0.01=200\times0.01=2$$
$$P_0-P_2=200-198=2$$

どちらも2個となるため、2つの確認は一致する。

Q2の解答:増分を割り算で逆算する

既知:新しい数値$N=84$、増分$r=20\%$。増分は元の数値に$1+r/100$を掛けた結果である。百分率の変化を逆にするには、この乗数で割る。同じ百分率を引いてはいけない。

増分の式を記号で表すと:

$$N=P_0(1+r/100)$$

元の数値について整理すると:

$$P_0=\frac{N}{1+r/100}$$

代入:

$$P_0=\frac{N}{1+r/100}=\frac{84}{1+20/100}$$

倍率を求めよ:

$$1+\frac{r}{100}=1+\frac{20}{100}=1.2$$

割る:

$$P_0=\frac{N}{1+r/100}=\frac{84}{1.2}=70$$

元の数値は $\mathbf{70}$ である。

逆算の検証:増加分を再度計算して確認する。

$$N=P_0(1+r/100)=70(1+20/100)=84$$

元の 70 が指定された 84 を生み出すため、答えは正しい。

罠:新しい数値の 20% を引き算すること。

$$84-84\times0.20=67.2$$

それは誤りである。増加量は 70 に基づいて計算され、84 に基づいて計算されたわけではない。

Q3 の解答:解き、両側を確認する

既知条件:不等式 $9-2x\le3$ 。方程式のように解く。負の数で割ると 不等号の向きが反転 する。

両辺から 9 を引く:

$$9-2x\le3$$
$$-2x\le3-9$$
$$-2x\le-6$$

両辺を $-2$ で割り、符号を反転させる:

$$x\ge\frac{-6}{-2}=3$$

解答は $x\ge3$ である。

境界点 の検証: $x=3$ において両辺は等しい。

$$9-2x=9-2(3)=9-6=3$$

したがって 3 は含まれる。数直線では 3 に 閉じた円 を描き、右側に塗る。

内部の検証: $x=4$ 。

$$9-2x=9-2(4)=9-8=1\le3$$

真(True)。

外部の検証: $x=2$ 。

$$9-2x=9-2(2)=9-4=5>3$$

偽(False)。両方の検証とも $x\ge3$ と一致する。

Q4 の解答:長さから面積へ

既知:長さ比$3:5$;より小さい表面積$A_s=36\ \text{cm}^2$。$k$を小さな長さ$L_s$から対応する大きな長さ$L_L$へのスケール因子とする。各面積は2つの長さの积である。したがって、面積は$k$の二乗でスケールされる。

2つの領域の間の一般的な関係:

$$\frac{A_L}{A_s}=k^2$$

長さの比から縮尺係数を求める:

$$k=\frac{L_L}{L_s}=\frac{5}{3}$$

面積の比:

$$\frac{A_L}{A_s}=k^2=\left(\frac{5}{3}\right)^2=\frac{25}{9}$$

大きい方の面積について式を整理する:

$$A_L=A_s k^2$$

代入:

$$A_L=A_s k^2=36\times\frac{25}{9}=100$$

大きい方の表面積は $\mathbf{100}\ \text{cm}^2$ です。

比の確認:

$$\frac{A_L}{A_s}=\frac{100}{36}=\frac{25}{9}$$
$$k^2=\left(\frac{5}{3}\right)^2=\frac{25}{9}$$

面積の比 $25:9$ は、長さの比 $5:3$ の二乗です。面積だけが $\frac{25}{9}$ で拡大されます。長さは $k=\frac{5}{3}$ で拡大されます。

今後のアクション

  • 練習用紙 1.1、1.2、1.4 にあるマッチング演習を試してください。
  • 新しい写しで、すべてのチェックを自分自身で行ってください。
  • 自身の解法が異なったステップを記録し、その後別の問題に挑戦してください。

チェック付きの明示的な解法は論理を明確に示しますが、単なる数字だけではそれができません。

このトピックのインタラクティブ授業

一歩ずつ進め、即時チェック付きの問題で学習します。

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