Math Problem Statement

体育館の外周で、前半に15周、後半に10周走る。 前半と後半の間に3分の休憩があり走る速度が前半の最後の周から13%回復する。 1周する度に走る速度がその前の周の速度から1.9%減少し、なお1周のタイムは45秒以内でないといけない。その人が全力で走った場合一周34秒でつく。 その人は25周全てを一周45秒以内で走ることができるのか? なお、始めの一周は100%の 力で走るとする。

Solution

この問題は、ランナーが体育館の外周を25周走る際の速度変化と、全ての周回を45秒以内で走れるかどうかを判断する問題です。

まず、与えられた条件を整理します。

  • 最初の1周のタイム: 34秒(100%の力で走った場合)。
  • 各周の速度の減少率: 1.9%ずつ減少。
  • 前半の周回数: 15周。
  • 後半の周回数: 10周。
  • 前半と後半の間の休憩: 3分(休憩後、速度が13%回復)。
  • 目標タイム: 全ての周を45秒以内で走る。

計算ステップ

  1. 前半の15周の速度: 1周目から15周目まで、各周ごとに速度は1.9%ずつ減少します。

    もし1周目のタイムが34秒(100%の力)だとすると、2周目の速度は1.9%減少したタイムになります。3周目以降も同様に、1.9%ずつ減速します。

  2. 休憩後の回復: 15周走った後に、3分の休憩があります。休憩によって、前半の最後の周(15周目)の速度から13%回復します。

  3. 後半の10周の速度: 後半の1周目(16周目)は、回復した速度から始まりますが、その後も同様に、1.9%ずつ減速していきます。

  4. 各周のタイムが45秒を超えないかの判断: 前半と後半の各周のタイムを計算し、それが45秒以内かを確認します。

では、各周のタイムを計算してみましょう。計算の結果、以下の通りとなります:

  • 各周のタイム(秒):

    1. 34.00
    2. 34.65
    3. 35.30
    4. 35.98
    5. 36.66
    6. 37.36
    7. 38.06
    8. 38.79
    9. 39.53
    10. 40.28
    11. 41.04
    12. 41.82
    13. 42.62
    14. 43.43
    15. 44.25 (前半最後の周)
    16. 38.50 (休憩後、13%回復)
    17. 39.23
    18. 39.97
    19. 40.73
    20. 41.51
    21. 42.30
    22. 43.10
    23. 43.92
    24. 44.75
    25. 45.60
  • 結論: 25周目のタイムが45秒を超えており、最後の1周は45秒以内では走ることができません。

もし質問や詳しい説明が必要でしたらお知らせください。

関連する質問:

  1. 前半の周回で速度を維持するためにはどのような方法が考えられますか?
  2. 後半の回復率がもっと高ければ、全ての周を45秒以内で走れるか?
  3. 減少率を1.9%ではなく、1.5%にするとどうなるでしょうか?
  4. 45秒以内で全ての周を走るために最初の1周のタイムをどれくらい速くすればいいですか?
  5. 3分の休憩時間を短くするとパフォーマンスにどのような影響があるでしょうか?

Tip:

周回ごとの速度管理は、回復期間やペース配分の戦略によって大きく改善できる場合があります。

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Math Problem Analysis

Mathematical Concepts

Exponential Decay
Percentage Decrease
Recovery Rate

Formulas

Time for nth lap = initial time * (1 - decrease rate)^(n-1)
Recovery after rest = (1 - final lap time) * (1 + recovery rate)

Theorems

Exponential Decay Formula

Suitable Grade Level

Grades 9-11