早稲田実業学校高等部 入試対策
2020年度「早稲田実業学校高等部の数学」
攻略のための学習方法
上位校である難関校の数学の問題において、合格点を勝ち取るための学習法を一緒に考えてみたい。
難関校の数学の問題を攻略するためには、単純な問題演習を繰り返すだけでは十分ではない。なぜならば、単純な問題演習は「機械的スキル」であり、その解法プロセスに一切の数学的発想が反映さないばかりか、受験生本人がどれほどの柔軟な数学的発想が可能であるのかが判明しないのである。それでは、「柔軟な数学的発想」とは何か。一言でいえば、それは「原理・原則をいかに柔軟にかつ適切に問題に当てはめることができる発想」である。単に問題を解いて正解を導くというだけでは、難関校の数学における合格答案作成は困難である。なぜならば、単純なスキル演習は難関校の受験生にとっては、「正解を得ること」が当然であるから、そのような問題では受験生閑野「差」がつかないのである。
それでは、受験生間に差が出る本当の学力とは何か。それは、自分の頭で最後まで問題を考えぬことができる「力」のことであり、この「力」は問題の本質を見抜き、どの数学的原理(公式)をあてはめるかを瞬時に見抜くことができる「力」である。それでは、そのような力を身に付けるには、どのような学習を日頃から心掛けなければならないのだろうか。以下に何点か列挙してみたい。
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公式を自分で導こう
公式は、具体的な事象の中から普遍的な原理を導き出し、それを道具として使いこなして問題を解いているのである。したがって、上位校である難関校における数学の問題を攻略するためには、数学的高度な思考力を求められるのである。この思考力とは、公式を導き出す際に適用する発想である。受験生の皆さんには、是非とも自力で公式を導き出して欲しいと思う。そのような作業の中で、様々な数学的発想が入試問題を解法するうえで生かされてくるのである。初めは、時間がかかり、最終的な方向性も見出されないまま「袋小路」にさまようかも知れないが、そのような試行錯誤こそが真の学力を鍛えるうえでは不可欠な要素であることを忘れないで欲しい。
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図形(平面図形・立体図形)などにおけるイメージを培おう
関数などの数量辺の問題と異なり、平面図形や立体図形の問題における解法のポイントは「イメージ作り」である。また、図形の問題にとって重要な手法は「補助線」を活用することである。ただし、どこに適正に補助線を引くかが正解を導く上での分かれ道である。また、図形の問題においては「定理・原理」をしっかりあてはめられなければならない。例えば、三平方の定理の活用のスキルを知らなければ、何時間もその問題と「にらめっこ」をしていても問題の解法へは辿り着けない。したがって、図形問題(幾何)においては、様々な定理をしっかり覚えることであり、その定理がどの様な条件のもとで成立し得るのかを理解し、入試問題にどのように当てはめられるのかを徹底して研究することである。
以上、高度な数学の問題を攻略するための最低限の方法を列挙したが、大切なことは安易に解答・解説を見ずに、どんなに苦しくとも「自分の頭で考え抜くこと」が極めて重要である。
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2020年度「早稲田実業学校高等部の数学」の
攻略ポイント
特徴と時間配分
【大問1】独立小問問題<10分>。因数分解、確率、2次方程式の応用、資料の活用、図形(角度)の小問題。
【大問2】独立小問問題<10分>。作図(105°を作成する)、論証・求積(体積)問題。
【大問3】連立方程式に関する応用問題<11分>。連立方程式の解を問う問題。
【大問4】関数(直線と放物線)に関する問題<12分>。傾き、比例定数を求める問題。
【大問5】平面図形(長方形、円)に関する問題<17分>。長方形・円に関する図形的特性を活用する出題。
【大問1】独立小問問題
- 時間配分:10分
(1)因数分解に関する問題<2分>。
x2-x=Aとおいて、Aについて因数分解してうえで、Aを元に戻す。
(2)確率に関する問題<2分>。
1から9まで書かれているカードを用いた確率の問題。一度は、解いたことのある問題であろう。
(3)2次方程式に関する問題<2分>。
2次方程式が異なる2つの整数解を持つ場合に関する問題。2つの整数解を持つということの意味を数学的に考える。
(4)資料の活用に関する問題<1分>。
調査対象全体のことを「母集団」、度数の合計に対する各階級の度数の割合を「相対度数」という。用語の定義を確実に覚えること。
(5)角度を求める問題<3分>。
円Oと円O’が2点を共有する場合において、指定された角度を求める問題である。
【大問2】独立小問問題
- 時間配分:10分
(1)作図の問題<3分>。
作図で105°を求める問題である。105°=45°+60°であることを手掛かりに作図する。
(2)論証と体積を求める問題<7分>。
相似証明と三角錐の体積を求める問題である。相似条件は、「2組の角度がそれぞれ等しい(2角相等)」を使う。
【大問3】連立方程式の応用に関する問題
- 時間配分:11分
(1)連立方程式の解を求める問題<3分>。
y=ax+2、y=bx-3が連立方程式の解をもたない条件を考える問題である。連立方程式の解は2直線の交点であるから、本問で求められている条件は2直線が交わらない条件を考えること。
(2)係数、定数を求める問題<8分>。
前問で求めた連立方程式の解をもたない条件を活用し、それぞれの式をまとめてゆく。
【大問4】関数(直線と放物線)に関する問題
- 時間配分:12分
(1)直線の傾きを求める問題<3分>。
Pはy=3x2とy=mxの交点であることから、Pの座標についてmを用いて表現する。
(2)比例定数に関する問題<4分>。
Pのx座標が-2、PQの直線の傾きが-1であることを手掛かりにする。
(3)直線の本数を求める問題<5分>。
PQの直線の傾きが10であることより、y=10x+bとして切片bが40以下となる条件を考える。
【大問5】平面図形(長方形、円)に関する問題
- 時間配分:17分
(1)角度と辺の長さの2乗を求める問題<4分>。
△OFDがOF=FDの二等辺三角形であることに着目すること。また、△DFEの辺の比が1:2:√3の直角三角形であることを利用する。
(2)面積に関する問題<6分>。
長方形ABCDについてBを中心に90°回転させた場合に、BDを半径とする中心角90°の扇形の面積と長方形ABCDの面積の合計が求める面積となる。
(3)面積に関する問題<7分>。
長方形ABCDについてOを中心に90°回転させると、長方形が重なった部分は正方形となる。実際に、90°回転させた図形を描き、その中に半円、扇形、三角形という具合に求めたい面積を分割して考えることがポイントである。
攻略のポイント
分野的には、計算(因数分解、方程式、式の値)、関数(1次関数、2次関数)、確率、平面図形、立体図形、作図といった分野について、しっかり練習をしておく必要がある。さらに、これらの分野の単純な演習スキルだけではなく、根本的な理解(原理的理解)に基づくより本質的な数学的発想に基づく問題へのアプローチができるような訓練が必要である。そのための一つの対策としては、「公式の原理的理解」という方法がある。つまり、自分で公式の原理を理解し、公式が出てくるまでの解法のプロセスをしっかり把握し、自身で公式を導き出せるようにすることである。また、今後出題される可能性が高いと思われる資料の整理(統計学の基礎)も手を抜くことなく、用語の定義の理解も含めて演習を重ねて欲しい。