面積分割問題09(平成22年度予想問題) [面積分割問題]
これは非常に難しい面積分割問題ですが、解る人には、結構速く解けることもあるでしょう。出来なくてもけっして悲観してはいけません。短時間で出来た人は、すごいです。
【例題1】
図1のようにABCDAで囲まれた土地(登記簿上も現況も宅地)の所有権の登記名義は、甲・乙・丙の三人の共有(持ち分:甲3分の1、乙3分の1、丙3分の1)である。甲・乙・丙は、共同で事業を営んでいるが、このたび、話し合いの結果、本土地を分割線EFと分割線GHにより(イ)・(ロ)・(ハ)の3筆に分筆することとし、(イ)を甲単独の名義に、(ロ)を乙単独の名義に、(ハ)を丙単独の名義にしたいと考えている。
本件の分筆を依頼された土☆☆☆☆☆士の丁は、三人立会の元、現地で分割点を設定し、その座標値を計算したが、事務所に帰ってから、パソコン内の分割点の座標値データーをうっかり消去してしまった。
(条件)
①本土地は、ABCDの四点からなる四角形である。
②E・Gは、線分AD上の点である。FHは、線分BC上の点である。
③四角形ABFEの部分を(イ)とする。
④四角形EFHGの部分を(ロ)とする。
⑤四角形GHCDの部分を(ハ)とする。
⑥B→Aの方向角とF→Eの方向角は、等しい。
⑦∠GHBは、90゜00′00″である。
⑧分割点の座標値を消去する前に計算した各面積は、(イ)=1276.39㎡、(ロ)=547.70㎡となっていた。できる限りこの面積に近付けること。
⑨各分割点の座標値は、四捨五入して下2桁まで求めること。
なお、この処理により、⑥の条件において、B→Aの方向角とF→Eの方向角に差が生じたとしても、±0゜00′30″以内とする。
さらに、この処理により、⑦の条件において、∠GHBと90゜00′00″との差が生じたとしても、±0゜00′30″以内とする。
⑩実測面積の計算値の端数処理は、登記の申請書に記載する場合の表示方法によるものとする。なおこの表示方法で表示した場合において、⑧に示した(イ)・(ロ)の各面積との差が生じたとしても、±0.02㎡以内とする。
(1)分筆の申請と同時に、(イ)・(ロ)・(ハ)の所有権の名義人を、それぞれ甲・乙・丙の単独とすることが可能か。
(2)E・F・G・Hの座標値を求めよ。
(3)B→Aの方向角とF→Eの方向角を求めよ。(四捨五入して1秒単位までで求めよ。)
(4)(イ)・(ロ)・(ハ)の各実測面積を求めよ。
各面積は、分筆前の土地の総面積から差し引いて残地を算出するのではなく、(イ)・(ロ)・(ハ)の各周囲の筆界点(新設の筆界点を含む)の座標値によって算出するものとする。
メモリーの使用の仕方は、以下のように指定します。この方が、解答を見るときに見易いでしょう。
表1
* X座標 Y座標
A -6971.25 -3953.17 →aメモリーに入れること
B -7019.78 -3955.59 →bメモリーに入れること
C -7004.89 -4019.25 →cメモリーに入れること
D -6984.69 -4015.17 →dメモリーに入れること
E 計算点である。 →eメモリーに入れること
F 計算点である。 →fメモリーに入れること
G 計算点である。 →xメモリーに入れること
H 計算点である。 →yメモリーに入れること
図1
* A
* E
* G
* D
* (ハ) (ロ) (イ)
* C H F B
《解答》
本試験で、このような問題が出たら、かなり難問ですから、全部解けないことも覚悟の上、まず図を描きましょう。EFやGHの線を入れるには、求点計算をしなければいけませんが、目分量で勝手に線を入れておくのもひとつの方法です。下手な計算よりよほど正確かもしれません。(求点がうまく行かない場合でも、地積測量図上は、E・F・G・Hの各文字を入れておき、試験終了間際まで考えて出来なかったら、分割線をそれらしく書き入れましょう。)
(1)分筆の申請と同時に、(イ)・(ロ)・(ハ)の所有権の名義人を、それぞれ甲・乙・丙の単独とすることが可能か。
三人の共有のまま、三筆に分筆することは可能。それぞれを単独名義にするのは、司法書士の仕事となる。(…とマツヨシは記憶していましたが、最近法律は変わったでしょうか?)
答
不可能
(2)EFGHの座標値を求めよ。
図2のように、ADの延長線と、BCの延長線の交点をMとおきます。図の小文字は、座標値を保管すべきメモリー名です。与えられた座標値を指定のメモリーに入れます。
図2
* Aa
* Ee
* Gx
* Dd
* (ハ) (ロ) (イ)
*Mm Cc Hy Ff Bb
「松尾の四点交点法」により、
M=-6994.8652-4062.1094i
となります。四捨五入せずにそのままmメモリーに入れます。
三角形AMBの面積を計算します。ADMもBCMも完全な直線とみなします。
Abs[Im{0.5×Conja(a-m)×(b-m)}]=2614.8393㎡
互いに相似である二つの三角形の面積比は
三角形AMBの面積:三角形EMFの面積
=2614.8393㎡:(2614.8393㎡-1276.39㎡)
これより、相似比を出して、MGとMHの長さを求め、各座標値を求めます。
くわしくは、
2614.8393を画面に表示させます。(虚部のみを「アンス・コンジャ法」で取り出します。)
(ANS-1276.39)÷ANS=0.5119…
として√を取ると=0.71544864…となります。これを紙に書いておきます。
そのまま、
E=m+ANSAbs(a-m)∠arg(a-m)
四捨五入せずにそのまま、eメモリーに入れます。
F=m+0.71544864Abs(b-m)∠arg(b-m)
四捨五入せずにそのまま、、fメモリーに入れます。
ここで、検算のため(イ)の面積を計算します。
Abs[Im{0.5×Conja(e-b)×(a-f)}]=1276.3900㎡
条件とぴったり合ってます。
∠AMBを計算します。
arg((b-m)÷(a-m))=25゜23′44.71″
これを紙に書きます。
三角形EMFの面積を計算します。EDMもFCMも完全な直線とみなします。
Abs[Im{0.5×Conja(e-m)×(f-m)}]=1338.4493㎡
三角形GMHの面積を計算します。
1338.4493㎡-547.70㎡=790.7493㎡
0.5×MH×(MH×Tan(25゜23′44.71″))=790.7493㎡
ですから、790.7493㎡×2÷Tan(25゜23′44.71″)=としてから√を取ります。
MH=√(790.7130×2÷Tan(25゜23′44.71″))
=57.7171m
これを紙に書いておきます。
H=m+ANS∠arg(b-m)
四捨五入せずにそのまま、yメモリーに入れます。
G=m+(57.7171÷COS(25゜23′44.71″))∠arg(a-m)
「∠」の直前の式に割り算が入った場合は、(P÷Q)∠argのように括弧でくくることが重要です。
四捨五入せずにそのまま、、xメモリーに入れます。
ここで、検算のため(ロ)の面積を計算します。
Abs[Im{0.5×Conja(x-f)×(e-y)}]=547.7002㎡
条件とぴったり合ってます。
E・F・G・Hの各座標値を下2桁で丸めます。
具体的には、
Rnd(E)→Shift→STO→「E」のように
答
* X座標 Y座標
E -6977.97 -3984.17
F -7012.69 -3985.90
G -6981.33 -3999.67
H -7008.01 -4005.91
(3)B→Aの方向角とF→Eの方向角を求めよ。(四捨五入して1秒単位までで求めよ。)
答
B→Aの方向角=arg(a-b)=2゜51′17″
F→Eの方向角=arg(e-f)=2゜51′09″
条件とぴったり合ってます。
(4)(イ)・(ロ)・(ハ)の各実測面積を求めよ。
(イ)・(ロ)は、再度四捨五入した座標値で計算します。
(ハ)=
Abs[Im{0.5×Conja(d-y)×(x-c)}]=337.3856㎡
答
(イ)1276.39㎡
(ロ) 547.70㎡
(ハ) 337.38㎡
この問題では、「松尾の面積比・相似比分割法」で解きました。
「強引二次方程式分割法」と「下手な鉄砲方式」は省略します。「強引二次方程式分割法」は時間が掛りますし、「下手な鉄砲方式」は、そもそも面積数値のみが与えられた時には、とりあえずの分割線を引くことが困難です。
【例題1】
図1のようにABCDAで囲まれた土地(登記簿上も現況も宅地)の所有権の登記名義は、甲・乙・丙の三人の共有(持ち分:甲3分の1、乙3分の1、丙3分の1)である。甲・乙・丙は、共同で事業を営んでいるが、このたび、話し合いの結果、本土地を分割線EFと分割線GHにより(イ)・(ロ)・(ハ)の3筆に分筆することとし、(イ)を甲単独の名義に、(ロ)を乙単独の名義に、(ハ)を丙単独の名義にしたいと考えている。
本件の分筆を依頼された土☆☆☆☆☆士の丁は、三人立会の元、現地で分割点を設定し、その座標値を計算したが、事務所に帰ってから、パソコン内の分割点の座標値データーをうっかり消去してしまった。
(条件)
①本土地は、ABCDの四点からなる四角形である。
②E・Gは、線分AD上の点である。FHは、線分BC上の点である。
③四角形ABFEの部分を(イ)とする。
④四角形EFHGの部分を(ロ)とする。
⑤四角形GHCDの部分を(ハ)とする。
⑥B→Aの方向角とF→Eの方向角は、等しい。
⑦∠GHBは、90゜00′00″である。
⑧分割点の座標値を消去する前に計算した各面積は、(イ)=1276.39㎡、(ロ)=547.70㎡となっていた。できる限りこの面積に近付けること。
⑨各分割点の座標値は、四捨五入して下2桁まで求めること。
なお、この処理により、⑥の条件において、B→Aの方向角とF→Eの方向角に差が生じたとしても、±0゜00′30″以内とする。
さらに、この処理により、⑦の条件において、∠GHBと90゜00′00″との差が生じたとしても、±0゜00′30″以内とする。
⑩実測面積の計算値の端数処理は、登記の申請書に記載する場合の表示方法によるものとする。なおこの表示方法で表示した場合において、⑧に示した(イ)・(ロ)の各面積との差が生じたとしても、±0.02㎡以内とする。
(1)分筆の申請と同時に、(イ)・(ロ)・(ハ)の所有権の名義人を、それぞれ甲・乙・丙の単独とすることが可能か。
(2)E・F・G・Hの座標値を求めよ。
(3)B→Aの方向角とF→Eの方向角を求めよ。(四捨五入して1秒単位までで求めよ。)
(4)(イ)・(ロ)・(ハ)の各実測面積を求めよ。
各面積は、分筆前の土地の総面積から差し引いて残地を算出するのではなく、(イ)・(ロ)・(ハ)の各周囲の筆界点(新設の筆界点を含む)の座標値によって算出するものとする。
メモリーの使用の仕方は、以下のように指定します。この方が、解答を見るときに見易いでしょう。
表1
* X座標 Y座標
A -6971.25 -3953.17 →aメモリーに入れること
B -7019.78 -3955.59 →bメモリーに入れること
C -7004.89 -4019.25 →cメモリーに入れること
D -6984.69 -4015.17 →dメモリーに入れること
E 計算点である。 →eメモリーに入れること
F 計算点である。 →fメモリーに入れること
G 計算点である。 →xメモリーに入れること
H 計算点である。 →yメモリーに入れること
図1
* A
* E
* G
* D
* (ハ) (ロ) (イ)
* C H F B
《解答》
本試験で、このような問題が出たら、かなり難問ですから、全部解けないことも覚悟の上、まず図を描きましょう。EFやGHの線を入れるには、求点計算をしなければいけませんが、目分量で勝手に線を入れておくのもひとつの方法です。下手な計算よりよほど正確かもしれません。(求点がうまく行かない場合でも、地積測量図上は、E・F・G・Hの各文字を入れておき、試験終了間際まで考えて出来なかったら、分割線をそれらしく書き入れましょう。)
(1)分筆の申請と同時に、(イ)・(ロ)・(ハ)の所有権の名義人を、それぞれ甲・乙・丙の単独とすることが可能か。
三人の共有のまま、三筆に分筆することは可能。それぞれを単独名義にするのは、司法書士の仕事となる。(…とマツヨシは記憶していましたが、最近法律は変わったでしょうか?)
答
不可能
(2)EFGHの座標値を求めよ。
図2のように、ADの延長線と、BCの延長線の交点をMとおきます。図の小文字は、座標値を保管すべきメモリー名です。与えられた座標値を指定のメモリーに入れます。
図2
* Aa
* Ee
* Gx
* Dd
* (ハ) (ロ) (イ)
*Mm Cc Hy Ff Bb
「松尾の四点交点法」により、
M=-6994.8652-4062.1094i
となります。四捨五入せずにそのままmメモリーに入れます。
三角形AMBの面積を計算します。ADMもBCMも完全な直線とみなします。
Abs[Im{0.5×Conja(a-m)×(b-m)}]=2614.8393㎡
互いに相似である二つの三角形の面積比は
三角形AMBの面積:三角形EMFの面積
=2614.8393㎡:(2614.8393㎡-1276.39㎡)
これより、相似比を出して、MGとMHの長さを求め、各座標値を求めます。
くわしくは、
2614.8393を画面に表示させます。(虚部のみを「アンス・コンジャ法」で取り出します。)
(ANS-1276.39)÷ANS=0.5119…
として√を取ると=0.71544864…となります。これを紙に書いておきます。
そのまま、
E=m+ANSAbs(a-m)∠arg(a-m)
四捨五入せずにそのまま、eメモリーに入れます。
F=m+0.71544864Abs(b-m)∠arg(b-m)
四捨五入せずにそのまま、、fメモリーに入れます。
ここで、検算のため(イ)の面積を計算します。
Abs[Im{0.5×Conja(e-b)×(a-f)}]=1276.3900㎡
条件とぴったり合ってます。
∠AMBを計算します。
arg((b-m)÷(a-m))=25゜23′44.71″
これを紙に書きます。
三角形EMFの面積を計算します。EDMもFCMも完全な直線とみなします。
Abs[Im{0.5×Conja(e-m)×(f-m)}]=1338.4493㎡
三角形GMHの面積を計算します。
1338.4493㎡-547.70㎡=790.7493㎡
0.5×MH×(MH×Tan(25゜23′44.71″))=790.7493㎡
ですから、790.7493㎡×2÷Tan(25゜23′44.71″)=としてから√を取ります。
MH=√(790.7130×2÷Tan(25゜23′44.71″))
=57.7171m
これを紙に書いておきます。
H=m+ANS∠arg(b-m)
四捨五入せずにそのまま、yメモリーに入れます。
G=m+(57.7171÷COS(25゜23′44.71″))∠arg(a-m)
「∠」の直前の式に割り算が入った場合は、(P÷Q)∠argのように括弧でくくることが重要です。
四捨五入せずにそのまま、、xメモリーに入れます。
ここで、検算のため(ロ)の面積を計算します。
Abs[Im{0.5×Conja(x-f)×(e-y)}]=547.7002㎡
条件とぴったり合ってます。
E・F・G・Hの各座標値を下2桁で丸めます。
具体的には、
Rnd(E)→Shift→STO→「E」のように
答
* X座標 Y座標
E -6977.97 -3984.17
F -7012.69 -3985.90
G -6981.33 -3999.67
H -7008.01 -4005.91
(3)B→Aの方向角とF→Eの方向角を求めよ。(四捨五入して1秒単位までで求めよ。)
答
B→Aの方向角=arg(a-b)=2゜51′17″
F→Eの方向角=arg(e-f)=2゜51′09″
条件とぴったり合ってます。
(4)(イ)・(ロ)・(ハ)の各実測面積を求めよ。
(イ)・(ロ)は、再度四捨五入した座標値で計算します。
(ハ)=
Abs[Im{0.5×Conja(d-y)×(x-c)}]=337.3856㎡
答
(イ)1276.39㎡
(ロ) 547.70㎡
(ハ) 337.38㎡
この問題では、「松尾の面積比・相似比分割法」で解きました。
「強引二次方程式分割法」と「下手な鉄砲方式」は省略します。「強引二次方程式分割法」は時間が掛りますし、「下手な鉄砲方式」は、そもそも面積数値のみが与えられた時には、とりあえずの分割線を引くことが困難です。
面積分割問題08(メールで質問が来てました) [面積分割問題]
メールで、質問のあった、「垂直な分割線による、等面積の分割」について問題を作成しました。問題は完成していますが、まだ、答えを書いていません。チャレンジしてくださいね。…と書きましたが、早速、答えを書きました。なお、後半に、とても難解な【例題2】を追加しました。その答えも書きました。
【例題1】
図1のようにABCDAで囲まれた土地の所有権の登記名義人である甲山は、本土地を、二人の子供に贈与するため、(イ)・(ロ)の二筆の土地に分筆することとした。
(条件)
①図1のように、分割線PQによって分割すること。Pは、線分AD上の点、Qは線分BC上の点である。
②∠APQ=90°となるようにすること
③四角形CDPQの部分を(イ)とする。
④四角形ABQPの部分を(ロ)とする。
⑤面積は、出来得る限り(イ)=(ロ)となるようにする。
⑥各分割点の座標値は、四捨五入して下2桁まで求めること。なお、この表示方法で丸めた座標値による計算において、②の条件の誤差は、0゜0′20″以下とする。
⑦実測面積の計算値の端数処理は、登記の申請書に記載する場合の表示方法によるものとする。なおこの表示方法で表示した場合において、⑤の条件の誤差は0.04㎡以下とする。本土地は登記簿の地目も現況も宅地である。
四角形ABCDの面積を求めよ。
分割点P・Qの座標値を求めよ。
∠APQを求めよ。(四捨五入して1秒単位までで求めよ。)
分筆された、(イ)・(ロ)の土地の面積を求めよ。
但し(イ)・(ロ)の面積を計算するにあたっては、分筆前の土地の総面積から(イ)または(ロ)を差し引いて算出するのではなく、(イ)・(ロ)の周囲の筆界点(新設の筆界点を含む)の座標値によって算出するものとする。
メモリーの使用の仕方は、以下のように指定します。この方が、解答を見るときに見易いでしょう。
表1
* X座標 Y座標
A -524.93 +238.71 →aメモリーに入れること
B -534.78 +242.63 →bメモリーに入れること
C -530.70 +258.38 →cメモリーに入れること
D -514.30 +255.75 →dメモリーに入れること
P 計算点である。 →eメモリーに入れること
Q 計算点である。 →fメモリーに入れること
図1
* Dd
* Pe
*Aa
* (イ)
* (ロ)
* Cc
* Qf
* Bb
《解答》
指定のように、メモリーに入れます。
四角形ABCDの面積=
Abs[Im{0.5×Conja(a-c)×(d-b)}]
=239.2720
答
239.27㎡
線分ADと線分BCのなす角を求めます。
「線分ADと線分BCは交差していないのに、角度など出るのだろうか?」と疑問に思われる読者の皆様もいらっしゃるでしょう。しかし、出来ます。線分の延長線が交差するならば角度は出せます。(何故かは説明が長くなります。)
arg((C-B)÷(D-A))=17゜26′2.07″
四捨五入しないで、→xに入れます。
次に、「松尾の四点交点法」で、ADとBCの交点Mを求めます。計算省略。
四捨五入しないで、→mに入れます。
なお、「松尾の四点交点法」のtやsを求める式の分母は、メモリーが不足しているので、紙に書いても良いでしょう。(yメモリーを臨時で使用するのも可)
M=-543.51+208.92i
図2
* Dd
* Pe
* Aa
* Cc
* Qf
* Mm Bb
以下、の計算方針
三角形MABの面積を求めます。
「三角形MAB+四角形ABCD/2」の面積を求めます。
三角形MPQ=1/2×底辺×高さ=
0・5×MP×{MP×Tan(x)}=「三角形MAB+四角形ABCD/2」
よりMPの長さを求めます。
三角形MAB=Abs[Im{0.5×Conja(a-m)×(b-m)}]
これを計算し、「アンス・コンジャ法」で、虚部を取り出して
=183.12…と電卓画面に表示されたら、239.2720×0.5を加えます。
0・5×Tan(x)×(MP)^2=302.75…
紙に書いたりはせず、そのまま計算して行きます。
MP=25.08…
紙に書いたりはせず、四捨五入しないで→yに入れます。
m+y∠arg(d-a)=P
m+(y/COS(x))∠arg(c-b)=Q
答
P=-520.27+246.18i
Q=-531.97+253.48i
答
∠APQ=arg((a-e)÷(f-e))=90゜0′15″
誤差は、0゜0′20″以内だから条件を満たす。
答
(イ)119.62㎡(119.62505㎡:宅地だから)
(ロ)119.65㎡(119.65235㎡:宅地だから)
誤差は0.03㎡だから条件を満たす。
(イ)(ロ)を入れ替えて書いた人、重症ですぞ。
【例題2】
先ほどの【例題1】の問題と数値その他、記載のない条件は同じである。
図1のようにABCDAで囲まれた土地の所有権の登記名義人である甲山は、本土地を、二人の子供に贈与するため、(イ)・(ロ)の二筆の土地に分筆することとした。
(条件)
①【例題1】と同じ。
②出来得る限り∠APQ=85゜56′40″となるようにすること。
③【例題1】と同じ。
④【例題1】と同じ。
⑤面積は、出来得る限り(イ)=120.32㎡となるようにする。
⑥各分割点の座標値は、四捨五入して下2桁まで求めること。なお、この表示方法で丸めた座標値による計算において、②の条件の誤差は、0゜0′05″以下とする。
⑦【例題1】と同じ。
分割点P・Qの座標値を求めよ。
∠APQを求めよ。(四捨五入して1秒単位までで求めよ。)
分筆された、(イ)・(ロ)の土地の面積を求めよ。
但し(イ)・(ロ)の面積を計算するにあたっては、分筆前の土地の総面積から(イ)または(ロ)を差し引いて算出するのではなく、(イ)・(ロ)の周囲の筆界点(新設の筆界点を含む)の座標値によって算出するものとする。
メモリーの使用の仕方は、【例題1】と同じである。
《解答》
線分ADと線分BCのなす角を求め、四捨五入しないで、→xに入れます。
次に、ADとBCの交点Mを求め四捨五入しないで、→mに入れます。
∠APQ=85゜56′40″を→yに入れます。
四角形ABCDの面積=239.2720㎡を求めます。
(イ)+(ロ)=239.2720㎡で、(イ)は120.32㎡だから、差し引き
(ロ)=118.9520㎡である。
図3
* Dd
* Pe
* y
* Aa
* Cc
* x Qf
* Mm Bb
SIN(∠MQP)=SIN(180°-(x+y))=SIN(x+y)
であるので、
正弦定理より
MP/SIN(x+y)=MQ/SIN(y)であるから
MQ=MP×SIN(y)/SIN(x+y)
また、
三角形MPQの面積=0・5MP×MQ×SIN(x)=「三角形MAB+(ロ)」
=183.1182+118.9520=302.0702
MQを代入して、
0・5MP×MP×SIN(y)/SIN(x+y)×SIN(x)=302.0702
これを解いて、(出来るだけ式を紙に書かずに済ませられるよう練習しておきましょう。)
MP=44.3470
メモリーが不足しているので、これを一旦紙に書いておきます。
電卓画面に44.3470が表示されたまま、
m+ANS∠arg(d-a)=P
MQ=MP×SIN(y)/SIN(x+y)
だったから
MQ=44.3470×SIN(y)/SIN(x+y)
MQ=45.4699、電卓画面にこれが表示されたまま、
m+ANS∠arg(c-b)=Q
答
P=-520.04+246.55i
Q=-532.11+252.94i
答
∠APQ=arg((a-e)÷(f-e))=85゜56′40.1″
四捨五入して85゜56′40″を答えとする。
誤差は、当然0゜0′05″以下。
答
(イ)120.32㎡(120.3235㎡:宅地だから)
(ロ)118.94㎡(118.9479㎡:宅地だから)
誤差は(イ)の面積が条件とぴったりであるので、誤差なしと考えます。
(イ)(ロ)を再び入れ替えて書いた人、ほんとにほんとに重症ですぞ。しかし、右側が(イ)の場合は本当に間違え易いですね。
****************************************
以下は、「上級者は読んではいけないコーナー」です。上級者は、以上に述べたような正攻法で解けるはずですので、中級以下の方だけ読んでください。
今回の問題は、【例題1】も【例題2】も、「松尾の面積比・相似比分割法」と「強引二次方程式分割法」が、合体したような方法でした。なぜ、これらの問題だけは二つの方法が合体してしまうのか、良く解りません。
それはひとまず置いて、ここでは、「下手な鉄砲方式」で解いてみましょう。
【例題1】の別解
正確に図を描いて、PのY座標値を、定規の目盛で、246.50i と読み取ったとしましょう。これを真のPと区別するためP’と置きます。
P’の、X座標値を、「松尾の切片計算法」で正確に求めます。
t={Im(a-d)}^-1×Im(246.50i -d)…(新♪虚)
t=0.5428…を得ます。これが電卓画面に表示されている時に、
P’=ANS×a+(1-ANS)×d
=-520.0704…+246.5000i
丸めずeメモリーに入れます。
次に、Q’点を求めます。いろいろ方法が有るのですが、試験の時は頭が興奮してますので、慣れ親しんだ「松尾の四点交点法」がベストでしょう。
まず、P’点からA点へ向かう方向角より、左回りに90度の方向に40m(何mでも可)飛んだ架空の点を計算します。
e+40∠(arg(a-d)-90)
=-554.0082…+267.6713…i
これを丸めずにfメモリーに入れます。
BCとefの交点Q’を、「松尾の四点交点法」で、求めます。
Q’=-531.8706…+253.8613…i
あらためて、これを丸めずにfメモリーに入れます。
正確に、P’Q’CDの面積を求めます。これを「仮の(イ)」と呼ぶことにします。
仮の(イ)=Abs[Im{0.5×Conja(e-c)×(d-f)}]
=114.407462…㎡
ABCDの面積は、239.2720㎡だったのでこの半分は119.6360㎡
その差119.6360㎡-114.407462㎡=5.228539㎡
さて、仮の(イ)は条件より狭い面積となっていますので、P’と Q’を(ロ)の側に動かして真のPと Qを決めなければいけません。この時、PQQ’P’の四点からなる細長い四角形の面積は、ちょうど5.228539㎡とならなければいけません。
ここで、たとえ話で恐縮ですが、次の問題を考えてみましょう。
幅0.015m(1.5cm)のビニールテープを、10mの長さに切った時、このビニールテープの面積は、いくらか。
答え0.015m×10m=0.15㎡です。
この時、ビニールテープの両端は、きれいな直角に切ってなければ正確には計算出来ません。しかし、斜めに切ってあったとしても、丸く切ってあったとしても、ギザギザに切ってあったとしても、細長い形状の面積ですから、実はあまり影響が有りません。
そこで、本問に戻って考えます。5.228539㎡を、線分P’Q’の長さで割ると、細長い四角形の幅が出てきます。(QQ’の部分が斜めに切ってあることを無視して考えます。)さらに、このP’と Q’を平行に動かして、PQを求める問題は、一種の「セッ☆バック」問題と言えるでしょう。
(☆には「ト」が入ります。こうしないと、勝手にタグがついて一般大衆の検索に引っかかってしまいますので…。)
「セッ☆バック」問題として解くならば、まず∠DP’Q’と∠P’Q’Cを求めなければいけません。
∠DP’Q’=90度
∠P’Q’C=107゜26′2.07″これを紙に書いておきます。
この問題では、(イ)の面積を増やす「セッ☆バック」ですから、バックではなく、何と言うのでしょうか。「セットアップ」と言うべきでしょうか。
「セットアップ」の幅は、
5.228539㎡÷Abs(e-f)=0.375938…
です。これを紙に書いておきます。これが電卓画面に表示されている時、
Q=f+(ANS/SIN(107゜26′2.07″))∠arg(b-c)
注意)ANS/SIN(107゜26′2.07″)の部分は括弧でまとめないと「∠」の計算が正しく出来ません。
=-531.9694…+253.4798…i
丸めて答を得ます。
Q=-531.97+253.48i
P=e+(0.375938/SIN(90゜))∠arg(a-d)
当然SIN(90゜)=1ですから通常はこの部分を省略します。
=-520.2694…+246.1810…i
丸めてえを得ます。
P=-520.27+246.18i
P・Qの座標値が、四捨五入し易い数値で求められましたので、これが答えと確信出来そうですが、条件の角度や面積に合っているかどうか検証すべきことは言うまでもありません。以下、正攻法と同じです。
答
P=-520.27+246.18i
Q=-531.97+253.48i
…以上「下手な鉄砲方式」を掲載しましたが、その後マツヨシが検討しました結果、【例題1】には「下手な鉄砲方式」を活用できますが、【例題2】に活用することは無理があることが解りました。この方法の大筋の方針は、「目分量で分割線を入れ、その座標値を読み取ってさらに正確な数値を算出する。」というものです。面積を等分するような問題は、目分量というものも活用できますが、面積が数値で与えられた場合は、短時間に図面上の分割線の位置を判断する方法を、今のところ見つけきれないことが解りました。
しかし、いきなり以下の記事を消してしまうのもいかがなものかと思い、しばらく掲載しておきます。
なお、図面上で指定された部分を、定規を当てて目盛を読み取ることで面積を判断できる有効な方法が有れば、またこの方法も復活できるかもしれません。
【例題2】の別解
先に解いた【例題1】の別解では、正確に図を描いて、PのY座標値を正確に読み取ったので、すんなりと答えに行き着きました。今回は、正解より少し外れたデーターを読み取ってしまった場合を想定します。
PのY座標値を、246.00i と読み取ったとしましょう。これを真のPと区別するためP’と置きます。
なお、【例題1】の場合は、(イ)と(ロ)の面積を等しくするのが、主要な条件でしたので、「この辺に分割線を入れたら(イ)と(ロ)は同じくらいかな?」と思う所に分割線を入れれば良かったのですが、【例題2】の場合は、(イ)の面積が数値で指定してあるので、図面上の(イ)の面積がどのような数値であると判断するかが重要なポイントとなります。これについては、今のところ良い方法を思いつきません。とりあえず全体から(イ)の面積を引いて、(ロ)の面積を数値で出して、(イ)と(ロ)の面積比を考えながら分割線を入れるような原始的な方法でやるしかないでしょう。
P’の、X座標値を、「松尾の切片計算法」で正確に求めます。
P’=-520.3823…+246.0000i
丸めずeメモリーに入れます。
次に、Q’点を「松尾の四点交点法」で求めます。
まず、P’点からA点へ向かう方向角より、左回りに(条件の∠APQ=)85゜56′40″の方向に40m(何mでも可)飛んだ架空の点を計算します。
e+40∠(arg(a-d)-85゜56′40″)
=-555.7325…+264.7181…i
これを丸めずにfメモリーに入れます。
BCとefの交点Q’を、「松尾の四点交点法」で、求めます。
Q’=-532.2756…+252.2976…i
あらためて、これを丸めずにfメモリーに入れます。
正確に、P’Q’CDの面積を求めます。これを「仮の(イ)」と呼ぶことにします。
仮の(イ)=129.079708…㎡
条件で、(イ)=120.32㎡だったので、その差
120.32㎡-129.079708㎡=8.759708㎡
さて、仮の(イ)は条件より広い面積となっていますので、P’と Q’を(イ)の内側に動かして真のPと Qを決めなければいけません。
∠DP’Q’=180゜-85゜56′40″=94゜03′20″
∠P’Q’C=103゜22′42.07″これを計算して紙に書いておきます。
8.759708㎡÷Abs(e-f)=0.650905…
です。これを紙に書いておきます。これが電卓画面に表示されている時、
Q=f+(ANS/SIN(103゜22′42.07″))∠arg(c-b)
=-532.1079…+252.9453…i
丸めて答えを得たいところですが、Y座標値の下3桁以下の端数が四捨五入には不適当すぎるので、ここで判断しなければならないことがあります。(X座標値の下3桁以下も微妙と言えば微妙ですが…。)次の、ふたつの候補を試してみなければいけません。但し、線分P’Q’を(イ)の方向(東方向)に動かすのであれば、見取図の形から、P’Q’の距離は、動かすほど拡大するので、Y座標値としては、より「控え目」な数値である「第二候補」の方を検討するのが妥当ですが、通常そこまで気が回るとは思えません。そこで、先に「第一候補」を試してみます。
第一候補Q=-532.11+252.95i →fメモリーに入れます。
第二候補Q=-532.11+252.94i
ところで、Pの座標値は
P=e+(0.650905/SIN(94゜03′20″))∠arg(d-a)
=-520.0369…+246.5536…i
(X・Y座標値とも下3桁以下が微妙と言えば微妙ですが…。)
丸めて答えを得ます。eメモリーに入れます。
P=-520.04+246.55i
∠APQ=arg((a-e)÷(f-e))=85゜58′53.53″
条件とあまりにも違うので、「第二候補」を試してみます。
f-0.01i →fメモリーに入れます。
∠APQ=arg((a-e)÷(f-e))=85゜56′40.1″
条件に合うので、これを答えとします。
条件の角度や面積に合っているかどうかすでて検証すべきことは言うまでもありません。以下、正攻法と同じです。
しかし、もっと微妙な誤差の時は、検討することが多くて全然駄目です。その場合は、最初に246.00i と読み取った、PのY座標値を、もっと正解に近付けた数値、例えば、今までの計算で、「第一候補」とされた246.55i などに変えて、初めからもう一度同様の計算をすると、ピッタリの数値が出てきます。しかし、その場合時間が掛りますね。
答
P=-520.04+246.55i
Q=-532.11+252.94i
以上、【例題1】・【例題2】の別解を「下手な鉄砲方式」で計算しましたが、この節以前に解説してきた「下手な鉄砲方式」と原理は同じです。誤算の部分をビニールテープの面積を計算するかのように、両端の形状を無視して概算計算することが、鍵となっています。
****************************************
【例題1】
図1のようにABCDAで囲まれた土地の所有権の登記名義人である甲山は、本土地を、二人の子供に贈与するため、(イ)・(ロ)の二筆の土地に分筆することとした。
(条件)
①図1のように、分割線PQによって分割すること。Pは、線分AD上の点、Qは線分BC上の点である。
②∠APQ=90°となるようにすること
③四角形CDPQの部分を(イ)とする。
④四角形ABQPの部分を(ロ)とする。
⑤面積は、出来得る限り(イ)=(ロ)となるようにする。
⑥各分割点の座標値は、四捨五入して下2桁まで求めること。なお、この表示方法で丸めた座標値による計算において、②の条件の誤差は、0゜0′20″以下とする。
⑦実測面積の計算値の端数処理は、登記の申請書に記載する場合の表示方法によるものとする。なおこの表示方法で表示した場合において、⑤の条件の誤差は0.04㎡以下とする。本土地は登記簿の地目も現況も宅地である。
四角形ABCDの面積を求めよ。
分割点P・Qの座標値を求めよ。
∠APQを求めよ。(四捨五入して1秒単位までで求めよ。)
分筆された、(イ)・(ロ)の土地の面積を求めよ。
但し(イ)・(ロ)の面積を計算するにあたっては、分筆前の土地の総面積から(イ)または(ロ)を差し引いて算出するのではなく、(イ)・(ロ)の周囲の筆界点(新設の筆界点を含む)の座標値によって算出するものとする。
メモリーの使用の仕方は、以下のように指定します。この方が、解答を見るときに見易いでしょう。
表1
* X座標 Y座標
A -524.93 +238.71 →aメモリーに入れること
B -534.78 +242.63 →bメモリーに入れること
C -530.70 +258.38 →cメモリーに入れること
D -514.30 +255.75 →dメモリーに入れること
P 計算点である。 →eメモリーに入れること
Q 計算点である。 →fメモリーに入れること
図1
* Dd
* Pe
*Aa
* (イ)
* (ロ)
* Cc
* Qf
* Bb
《解答》
指定のように、メモリーに入れます。
四角形ABCDの面積=
Abs[Im{0.5×Conja(a-c)×(d-b)}]
=239.2720
答
239.27㎡
線分ADと線分BCのなす角を求めます。
「線分ADと線分BCは交差していないのに、角度など出るのだろうか?」と疑問に思われる読者の皆様もいらっしゃるでしょう。しかし、出来ます。線分の延長線が交差するならば角度は出せます。(何故かは説明が長くなります。)
arg((C-B)÷(D-A))=17゜26′2.07″
四捨五入しないで、→xに入れます。
次に、「松尾の四点交点法」で、ADとBCの交点Mを求めます。計算省略。
四捨五入しないで、→mに入れます。
なお、「松尾の四点交点法」のtやsを求める式の分母は、メモリーが不足しているので、紙に書いても良いでしょう。(yメモリーを臨時で使用するのも可)
M=-543.51+208.92i
図2
* Dd
* Pe
* Aa
* Cc
* Qf
* Mm Bb
以下、の計算方針
三角形MABの面積を求めます。
「三角形MAB+四角形ABCD/2」の面積を求めます。
三角形MPQ=1/2×底辺×高さ=
0・5×MP×{MP×Tan(x)}=「三角形MAB+四角形ABCD/2」
よりMPの長さを求めます。
三角形MAB=Abs[Im{0.5×Conja(a-m)×(b-m)}]
これを計算し、「アンス・コンジャ法」で、虚部を取り出して
=183.12…と電卓画面に表示されたら、239.2720×0.5を加えます。
0・5×Tan(x)×(MP)^2=302.75…
紙に書いたりはせず、そのまま計算して行きます。
MP=25.08…
紙に書いたりはせず、四捨五入しないで→yに入れます。
m+y∠arg(d-a)=P
m+(y/COS(x))∠arg(c-b)=Q
答
P=-520.27+246.18i
Q=-531.97+253.48i
答
∠APQ=arg((a-e)÷(f-e))=90゜0′15″
誤差は、0゜0′20″以内だから条件を満たす。
答
(イ)119.62㎡(119.62505㎡:宅地だから)
(ロ)119.65㎡(119.65235㎡:宅地だから)
誤差は0.03㎡だから条件を満たす。
(イ)(ロ)を入れ替えて書いた人、重症ですぞ。
【例題2】
先ほどの【例題1】の問題と数値その他、記載のない条件は同じである。
図1のようにABCDAで囲まれた土地の所有権の登記名義人である甲山は、本土地を、二人の子供に贈与するため、(イ)・(ロ)の二筆の土地に分筆することとした。
(条件)
①【例題1】と同じ。
②出来得る限り∠APQ=85゜56′40″となるようにすること。
③【例題1】と同じ。
④【例題1】と同じ。
⑤面積は、出来得る限り(イ)=120.32㎡となるようにする。
⑥各分割点の座標値は、四捨五入して下2桁まで求めること。なお、この表示方法で丸めた座標値による計算において、②の条件の誤差は、0゜0′05″以下とする。
⑦【例題1】と同じ。
分割点P・Qの座標値を求めよ。
∠APQを求めよ。(四捨五入して1秒単位までで求めよ。)
分筆された、(イ)・(ロ)の土地の面積を求めよ。
但し(イ)・(ロ)の面積を計算するにあたっては、分筆前の土地の総面積から(イ)または(ロ)を差し引いて算出するのではなく、(イ)・(ロ)の周囲の筆界点(新設の筆界点を含む)の座標値によって算出するものとする。
メモリーの使用の仕方は、【例題1】と同じである。
《解答》
線分ADと線分BCのなす角を求め、四捨五入しないで、→xに入れます。
次に、ADとBCの交点Mを求め四捨五入しないで、→mに入れます。
∠APQ=85゜56′40″を→yに入れます。
四角形ABCDの面積=239.2720㎡を求めます。
(イ)+(ロ)=239.2720㎡で、(イ)は120.32㎡だから、差し引き
(ロ)=118.9520㎡である。
図3
* Dd
* Pe
* y
* Aa
* Cc
* x Qf
* Mm Bb
SIN(∠MQP)=SIN(180°-(x+y))=SIN(x+y)
であるので、
正弦定理より
MP/SIN(x+y)=MQ/SIN(y)であるから
MQ=MP×SIN(y)/SIN(x+y)
また、
三角形MPQの面積=0・5MP×MQ×SIN(x)=「三角形MAB+(ロ)」
=183.1182+118.9520=302.0702
MQを代入して、
0・5MP×MP×SIN(y)/SIN(x+y)×SIN(x)=302.0702
これを解いて、(出来るだけ式を紙に書かずに済ませられるよう練習しておきましょう。)
MP=44.3470
メモリーが不足しているので、これを一旦紙に書いておきます。
電卓画面に44.3470が表示されたまま、
m+ANS∠arg(d-a)=P
MQ=MP×SIN(y)/SIN(x+y)
だったから
MQ=44.3470×SIN(y)/SIN(x+y)
MQ=45.4699、電卓画面にこれが表示されたまま、
m+ANS∠arg(c-b)=Q
答
P=-520.04+246.55i
Q=-532.11+252.94i
答
∠APQ=arg((a-e)÷(f-e))=85゜56′40.1″
四捨五入して85゜56′40″を答えとする。
誤差は、当然0゜0′05″以下。
答
(イ)120.32㎡(120.3235㎡:宅地だから)
(ロ)118.94㎡(118.9479㎡:宅地だから)
誤差は(イ)の面積が条件とぴったりであるので、誤差なしと考えます。
(イ)(ロ)を再び入れ替えて書いた人、ほんとにほんとに重症ですぞ。しかし、右側が(イ)の場合は本当に間違え易いですね。
****************************************
以下は、「上級者は読んではいけないコーナー」です。上級者は、以上に述べたような正攻法で解けるはずですので、中級以下の方だけ読んでください。
今回の問題は、【例題1】も【例題2】も、「松尾の面積比・相似比分割法」と「強引二次方程式分割法」が、合体したような方法でした。なぜ、これらの問題だけは二つの方法が合体してしまうのか、良く解りません。
それはひとまず置いて、ここでは、「下手な鉄砲方式」で解いてみましょう。
【例題1】の別解
正確に図を描いて、PのY座標値を、定規の目盛で、246.50i と読み取ったとしましょう。これを真のPと区別するためP’と置きます。
P’の、X座標値を、「松尾の切片計算法」で正確に求めます。
t={Im(a-d)}^-1×Im(246.50i -d)…(新♪虚)
t=0.5428…を得ます。これが電卓画面に表示されている時に、
P’=ANS×a+(1-ANS)×d
=-520.0704…+246.5000i
丸めずeメモリーに入れます。
次に、Q’点を求めます。いろいろ方法が有るのですが、試験の時は頭が興奮してますので、慣れ親しんだ「松尾の四点交点法」がベストでしょう。
まず、P’点からA点へ向かう方向角より、左回りに90度の方向に40m(何mでも可)飛んだ架空の点を計算します。
e+40∠(arg(a-d)-90)
=-554.0082…+267.6713…i
これを丸めずにfメモリーに入れます。
BCとefの交点Q’を、「松尾の四点交点法」で、求めます。
Q’=-531.8706…+253.8613…i
あらためて、これを丸めずにfメモリーに入れます。
正確に、P’Q’CDの面積を求めます。これを「仮の(イ)」と呼ぶことにします。
仮の(イ)=Abs[Im{0.5×Conja(e-c)×(d-f)}]
=114.407462…㎡
ABCDの面積は、239.2720㎡だったのでこの半分は119.6360㎡
その差119.6360㎡-114.407462㎡=5.228539㎡
さて、仮の(イ)は条件より狭い面積となっていますので、P’と Q’を(ロ)の側に動かして真のPと Qを決めなければいけません。この時、PQQ’P’の四点からなる細長い四角形の面積は、ちょうど5.228539㎡とならなければいけません。
ここで、たとえ話で恐縮ですが、次の問題を考えてみましょう。
幅0.015m(1.5cm)のビニールテープを、10mの長さに切った時、このビニールテープの面積は、いくらか。
答え0.015m×10m=0.15㎡です。
この時、ビニールテープの両端は、きれいな直角に切ってなければ正確には計算出来ません。しかし、斜めに切ってあったとしても、丸く切ってあったとしても、ギザギザに切ってあったとしても、細長い形状の面積ですから、実はあまり影響が有りません。
そこで、本問に戻って考えます。5.228539㎡を、線分P’Q’の長さで割ると、細長い四角形の幅が出てきます。(QQ’の部分が斜めに切ってあることを無視して考えます。)さらに、このP’と Q’を平行に動かして、PQを求める問題は、一種の「セッ☆バック」問題と言えるでしょう。
(☆には「ト」が入ります。こうしないと、勝手にタグがついて一般大衆の検索に引っかかってしまいますので…。)
「セッ☆バック」問題として解くならば、まず∠DP’Q’と∠P’Q’Cを求めなければいけません。
∠DP’Q’=90度
∠P’Q’C=107゜26′2.07″これを紙に書いておきます。
この問題では、(イ)の面積を増やす「セッ☆バック」ですから、バックではなく、何と言うのでしょうか。「セットアップ」と言うべきでしょうか。
「セットアップ」の幅は、
5.228539㎡÷Abs(e-f)=0.375938…
です。これを紙に書いておきます。これが電卓画面に表示されている時、
Q=f+(ANS/SIN(107゜26′2.07″))∠arg(b-c)
注意)ANS/SIN(107゜26′2.07″)の部分は括弧でまとめないと「∠」の計算が正しく出来ません。
=-531.9694…+253.4798…i
丸めて答を得ます。
Q=-531.97+253.48i
P=e+(0.375938/SIN(90゜))∠arg(a-d)
当然SIN(90゜)=1ですから通常はこの部分を省略します。
=-520.2694…+246.1810…i
丸めてえを得ます。
P=-520.27+246.18i
P・Qの座標値が、四捨五入し易い数値で求められましたので、これが答えと確信出来そうですが、条件の角度や面積に合っているかどうか検証すべきことは言うまでもありません。以下、正攻法と同じです。
答
P=-520.27+246.18i
Q=-531.97+253.48i
…以上「下手な鉄砲方式」を掲載しましたが、その後マツヨシが検討しました結果、【例題1】には「下手な鉄砲方式」を活用できますが、【例題2】に活用することは無理があることが解りました。この方法の大筋の方針は、「目分量で分割線を入れ、その座標値を読み取ってさらに正確な数値を算出する。」というものです。面積を等分するような問題は、目分量というものも活用できますが、面積が数値で与えられた場合は、短時間に図面上の分割線の位置を判断する方法を、今のところ見つけきれないことが解りました。
しかし、いきなり以下の記事を消してしまうのもいかがなものかと思い、しばらく掲載しておきます。
なお、図面上で指定された部分を、定規を当てて目盛を読み取ることで面積を判断できる有効な方法が有れば、またこの方法も復活できるかもしれません。
【例題2】の別解
先に解いた【例題1】の別解では、正確に図を描いて、PのY座標値を正確に読み取ったので、すんなりと答えに行き着きました。今回は、正解より少し外れたデーターを読み取ってしまった場合を想定します。
PのY座標値を、246.00i と読み取ったとしましょう。これを真のPと区別するためP’と置きます。
なお、【例題1】の場合は、(イ)と(ロ)の面積を等しくするのが、主要な条件でしたので、「この辺に分割線を入れたら(イ)と(ロ)は同じくらいかな?」と思う所に分割線を入れれば良かったのですが、【例題2】の場合は、(イ)の面積が数値で指定してあるので、図面上の(イ)の面積がどのような数値であると判断するかが重要なポイントとなります。これについては、今のところ良い方法を思いつきません。とりあえず全体から(イ)の面積を引いて、(ロ)の面積を数値で出して、(イ)と(ロ)の面積比を考えながら分割線を入れるような原始的な方法でやるしかないでしょう。
P’の、X座標値を、「松尾の切片計算法」で正確に求めます。
P’=-520.3823…+246.0000i
丸めずeメモリーに入れます。
次に、Q’点を「松尾の四点交点法」で求めます。
まず、P’点からA点へ向かう方向角より、左回りに(条件の∠APQ=)85゜56′40″の方向に40m(何mでも可)飛んだ架空の点を計算します。
e+40∠(arg(a-d)-85゜56′40″)
=-555.7325…+264.7181…i
これを丸めずにfメモリーに入れます。
BCとefの交点Q’を、「松尾の四点交点法」で、求めます。
Q’=-532.2756…+252.2976…i
あらためて、これを丸めずにfメモリーに入れます。
正確に、P’Q’CDの面積を求めます。これを「仮の(イ)」と呼ぶことにします。
仮の(イ)=129.079708…㎡
条件で、(イ)=120.32㎡だったので、その差
120.32㎡-129.079708㎡=8.759708㎡
さて、仮の(イ)は条件より広い面積となっていますので、P’と Q’を(イ)の内側に動かして真のPと Qを決めなければいけません。
∠DP’Q’=180゜-85゜56′40″=94゜03′20″
∠P’Q’C=103゜22′42.07″これを計算して紙に書いておきます。
8.759708㎡÷Abs(e-f)=0.650905…
です。これを紙に書いておきます。これが電卓画面に表示されている時、
Q=f+(ANS/SIN(103゜22′42.07″))∠arg(c-b)
=-532.1079…+252.9453…i
丸めて答えを得たいところですが、Y座標値の下3桁以下の端数が四捨五入には不適当すぎるので、ここで判断しなければならないことがあります。(X座標値の下3桁以下も微妙と言えば微妙ですが…。)次の、ふたつの候補を試してみなければいけません。但し、線分P’Q’を(イ)の方向(東方向)に動かすのであれば、見取図の形から、P’Q’の距離は、動かすほど拡大するので、Y座標値としては、より「控え目」な数値である「第二候補」の方を検討するのが妥当ですが、通常そこまで気が回るとは思えません。そこで、先に「第一候補」を試してみます。
第一候補Q=-532.11+252.95i →fメモリーに入れます。
第二候補Q=-532.11+252.94i
ところで、Pの座標値は
P=e+(0.650905/SIN(94゜03′20″))∠arg(d-a)
=-520.0369…+246.5536…i
(X・Y座標値とも下3桁以下が微妙と言えば微妙ですが…。)
丸めて答えを得ます。eメモリーに入れます。
P=-520.04+246.55i
∠APQ=arg((a-e)÷(f-e))=85゜58′53.53″
条件とあまりにも違うので、「第二候補」を試してみます。
f-0.01i →fメモリーに入れます。
∠APQ=arg((a-e)÷(f-e))=85゜56′40.1″
条件に合うので、これを答えとします。
条件の角度や面積に合っているかどうかすでて検証すべきことは言うまでもありません。以下、正攻法と同じです。
しかし、もっと微妙な誤差の時は、検討することが多くて全然駄目です。その場合は、最初に246.00i と読み取った、PのY座標値を、もっと正解に近付けた数値、例えば、今までの計算で、「第一候補」とされた246.55i などに変えて、初めからもう一度同様の計算をすると、ピッタリの数値が出てきます。しかし、その場合時間が掛りますね。
答
P=-520.04+246.55i
Q=-532.11+252.94i
以上、【例題1】・【例題2】の別解を「下手な鉄砲方式」で計算しましたが、この節以前に解説してきた「下手な鉄砲方式」と原理は同じです。誤算の部分をビニールテープの面積を計算するかのように、両端の形状を無視して概算計算することが、鍵となっています。
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面積分割問題07(平成21年度の問題、今なら出来るって?) [面積分割問題]
平成21年度の本試験土地の書式は、難しかったですね。読者の皆様の中には、「意外な問題だったから、対応が後手に回って出来なかった。もう一度同じような問題が出れば出来るのに。」とお考えの方も多いでしょう。しかし、現実というものは、そおおおおおおーーーーんなに、甘くは、無いのです。この手の問題は異常に難しいのです。時計は、チクタク・チクタクと非情な進み方をするのに、計算はカタツムリのようにしか進んでくれません。
「どうやら俺の負けだぜ…
時間よ止まれ
生命のめまいの中で…」
などど本試験中に、矢沢永吉の歌を歌いたくなってはいけません。
このたび、ほとんど、同じような問題を用意しましたので、これに取り組む前に、解き方を復習してから臨んでください。問題では、図面は描くこととなってはいませんが、ブログの図面では見難いので、一旦紙に描いてください。また問題文はゆっくり読んで、十分納得した上、与えられた座標値は、指定のメモリーに入れて確認を済ませてから、求点求積にどのくらい時間がかかるかやってみましょう。マツヨシは計っていませんが、今までの経験から20分ぐらいかなと予測します。(辺長計算は省略しました。)
【例題1】
図1のようにABCDAで囲まれた土地(303番)の所有権の登記名義人である甲山は、隣接する二つの土地(304番及び305番)の所有権の登記名義人である乙川との間で、お互いの所有土地の一部を分筆して、それらを交換する契約を結ぶ予定である。
その契約に先だって、土地家屋調査士丙野は、甲山から303番の土地を分筆することを依頼された。(乙川所有の土地の分筆は、後日別の調査士によって申請書を作成する予定である。)なお、303番・304番・305番の土地は登記簿の地目も現況も宅地である。
ただし、下の条件に従って図2のように分筆すること。
(条件)
①ABに平行な線で分割し、分割点をI・Fとする。但し、直線ABと直線IFの間隔は1.69mとする。
②DAに平行な線で分割し、分割点をH・Eとする。
③I・Fの延長とH・Eの延長の交点をGとする。
④四角形ABFIの部分を(イ)とする。
⑤三角形HECの部分を(ロ)とする。
⑥四角形ABCDを(イ)・(ロ)と残地の3筆に分筆する。残地部分を(ハ)とする。
⑦三角形EFGの部分を(ニ)とする。
⑧面積は、出来得る限り(イ)+(ロ)=(ニ)となるようにする。
⑨各分割点の座標値は、四捨五入して下2桁まで求めること。
⑩実測面積の計算値の端数処理は、登記の申請書に記載する場合の表示方法によるものとする。なおこの表示方法で表示した場合において、(イ)+(ロ)=(ニ)の式の誤差は0.02㎡以下とする。
甲山は、(イ)と(ロ)を乙川に譲り渡す代わりに、(ニ)を乙川から譲り受けることとする予定である。
A→Bの方向角を求めよ。(四捨五入して1秒単位までで求めよ。)
A→Dの方向角を求めよ。(四捨五入して1秒単位までで求めよ。)
四角形ABCDの面積を求めよ。
分割点E・F・H・Iの座標値を求めよ。
乙川が自己所有の土地を分筆する時に分割点となるGの座標値を求めよ。
(イ)・(ロ)・(ハ)・(ニ)の土地の面積を求めよ。
但し(ハ)の面積を計算するにあたっては、分筆前の土地の総面積から(イ)・(ロ)を差し引いて算出するのではなく、(ハ)の周囲の筆界点(新設の筆界点を含む)の座標値によって算出するものとする。
メモリーの使用の仕方は、以下のように指定します。この方が、解答を見るときに見易いでしょう。
表1
* X座標 Y座標
A +2342.08 -3008.75 →aメモリーに入れること
B +2342.08 -3001.33 →指定しない
C +2360.77 -2993.81 →cメモリーに入れること
D +2354.61 -3008.75 →指定しない
E 計算点である。 →eメモリーに入れること
F 計算点である。 →fメモリーに入れること
G 計算点である。 →mメモリーに入れること
H 計算点である。 →yメモリーに入れること
I 計算点である →指定しない
図1
* C
*D
* (303) (305)
*A B
* (304)
図2
* Cc
* Hy
* (ロ)
*D
* Ee
* (ハ)
* (ニ)
*I Ff Gm
(イ)
*Aa B
《解答》
本試験で、このような問題が出たら、かなり難問ですから、全部解けないことも覚悟の上、まず図を描きましょう。HEの線を入れるには、求点計算をしなければいけませんが、目分量で勝手に線を入れておくのもひとつの方法です。下手な計算よりよほど正確かもしれません。
AとBの座標値を見て、「あっ、Xの座標値が同じだ。」と気が付く人や、さらにAとDの座標値を見て、「あっ、Yの座標値が同じだ。」と気が付く人は、かなりこの手の問題に慣れていらっしゃいます。これが解れば、計算するまでも無く
A→Bの方向角=90゜0′0″(単に90゜でも可)
A→Dの方向角=0゜0′0″(単に0゜でも可)
しかし、焦っている時は、普通気が付かないものです。但し、見取図が結構正確に描いてあったり、先に地積測量図を描いたりした時に、気が付くことが多いようです。
この問題では、いやでも気が付くように、先に方向角を求めさせることにしました。
指定のとおりA→a、C→cとした上で、便宜勝手にB→b、D→dとします。
答
A→Bの方向角=arg(b-a)=90゜0′0″
A→Dの方向角=arg(d-a)=0゜0′0″
b-a=7.42i 、d-a=12.53ですから、以下、メモリーの節約のため、
Bの座標値はa+7.42i
Dの座標値はa+12.53
Iの座標値はa+1.69(←平行線の間隔1.69mより)
と表すこととします。(図3参照)
最初から、「あっ、X(またはY)の座標値が同じだ。」と気が付いた方は、BやDの座標値を入力することなく、最初からこのように表記するのがベターでしょう。その場合、B・Dの座標値そのものを、電卓に入力する必要はありません。
以下は、bやdのメモリーには、B・Dの座標値が入っていないものとして解説します。
Abs[Im{0.5×Conja((a+12.53)-(a+7.42i ))×(c-a)}]=162.9390
「滝川クリステル検算」を行いましょう。
(つまり、図の向きを変えて「松尾の求積法」を適用しましょう。)
答
四角形ABCDの面積=162.93㎡(宅地だから)
図3
* Cc
* Hy
* (ロ)
*D(a+12.53)
* Ee
* (ハ)
* (ニ)
(a+1.69)
*I Ff Gm
(イ)
*Aa B(a+7.42i)
各座標値を求めてみましょう。
Iの座標値=a+1.69
答
I=+2343.77-3008.75i
F点を求めます。F点は直線BC上の点であり、I点・F点のX座標値は等しくなっています。これを、「松尾の切片計算法」で求めます。
「松尾の切片計算法」は、以下のとおりでした。
E点の座標値が与えられ、
Z=t×A+(1-t)×B…(直線ABの式)の時
E点のX座標値と同じX座標値を持つ直線AB上の点のY座標値は(新♪実)で計算する。
E点のY座標値と同じY座標値を持つ直線AB上の点のX座標値は(新♪虚)で計算する。
t={Re(A-B)}^-1×Re(E-B)…(新♪実)
t={Im(A-B)}^-1×Im(E-B)…(新♪虚)
ここで、A→Bの順序はいつもアルファベット順に統一してください。そうしないと間違いの元となります。
まず、BCは、B→Cがアルファベット順ですから
t={Re(B-C)}^-1×Re(I-C)…(新♪実)
t={Re(a+7.42i -c)}^-1×Re(a+1.69-c)
具体的な計算内容は
a+7.42i -c=-18.69-7.52i として、「アンス・コンジャ法」で、実部のみを取り出します。つまりANS+Conja(ANS)=としてさらに÷2とします。
電卓画面に、-18.69のみを得たら、「X^-1」キーで逆数をとり、そのまま、
ANS^-1(a+1.69-c)=0.91+0.80i を得ます。さらに「アンス・コンジャ法」で、実部0.91のみを取り出します。これがtです。
電卓画面に、tの数値が表示されている時に、
F=t×B+(1-t)×Cを計算します。具体的には
F=ANS(a+7.42i )+(1-ANS)c
=2343.77-3000.65i
とします。100倍して下3桁を読むと、X・Y座標値ともたまたま四捨五入し易い数値ですから、Rnd(ANS)で丸めてfメモリーに入れます。
IとFのX座標値が完全に一致しているのを確認して、Fは検算の必要無しと考えます。
答
F=+2343.77-3000.65i
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上級者以外、見てはいけない知ってはならない。
ここで、上級者の皆様からは、「Fの座標値は、生(なま)の数値をメモリーに入れるのではなく、a+1.69+8.10i のように表すべきではないか。そうすればメモリーの節約にもなるのでは…。」とご指摘を受けそうです。全くそのとおりです。このようにすれば、メモリーの節約になって大変良いのです。ただ難点を言えば、Dをa+12.53と表記した場合、元々A・Dの座標値は、下2桁までで与えられていますので、端数は存在しません。例えば、Dの座標値は、
D=+2354.61-3008.75i となっていますが、正確には
D=+2354.610000…-3008.750000…i と解釈できます。
しかし、FのY座標値は、たまたま下3桁4桁あたりが0であったとしても、正確には少し端数も有ります。計算がうまく行かず、端数も含めた正確な面積計算をしなければならなくなることも考えられます。そのために、fメモリーを確保しておくのも一つの方法ではないかと考えます。
また、「a+1.69+8.10i 」の式はやや長いので、入力時に間違い易いこと、さらに、本問題は何とかメモリーが足りそうな予想がするので、ここはfメモリーに入れるように問題で指定した次第です。
なお、メモリー不足が予想される問題であれば、当然fメモリーは使用せず「a+1.69+8.10i 」と表記することとなります。その場合、cメモリーも使用せず、「a+18.69+14.94i 」などと表記することも出来ます。
****************************************
さて、次は、HEの直線をどの位置に引くかという問題です。
「松尾の面積比・相似比分割法」で解いてみましょう。
四角形ABCD=(イ)+(ロ)+(ハ)
(イ)+(ロ)=(ニ)でした。よって、
四角形ABCD=(ニ)+(ハ)=台形DIGHとなります。
ここで図4のようにCDの延長(言い換えればHDの延長)と、GIの延長の交点をQと置きます。計算の方針としては、三角形QDIと三角形QHGが相似であることと、互いの面積比から相似比を出して、QH・QGの長さを決定することとします。
図4
* Hy
* D(a+12.53)
(a+1.69)
* Qb I Gm
Qは、交点ですから、「松尾の四点交点法」で計算したい気持ちに駆られますが、ここは、「松尾の切片計算法」で簡単に計算出来ます。
まず、CDは、C→Dがアルファベット順ですから
t={Re(C-D)}^-1×Re(I-D)…(新♪実)
t={Re(c-(a+12.53))}^-1×Re((a+1.69)-(a+12.53))
t=-1.76を得ます。
電卓画面に、tの数値が表示されている時に、
Q=t×C+(1-t)×Dを計算します。具体的には
Q=ANS×c+(1-ANS)(a+12.53)
Q=2343.77-3035.04i
とします。これを、Rnd()キーで丸めたりせずに、そのままbメモリーに入れます。
「電卓内部検算」をします。つまり、数値を紙に書いたりせず、再度計算して出た答えからメモリー内容を引き算して、その差が適正(この場合0)であることを確かめます。
次に、三角形QDIの面積を求めます。
Abs[Im{0.5×Conja(D-Q)×(I-Q)}]
=Abs[Im{0.5×Conja((a+12.53)-b)×((a+1.69)-b)}]
=Abs[Im{345.60+142.49i }]
これを四捨五入しないでそのまま「アンス・コンジャ法」で虚部のみを取り出し、電卓画面に「i 」の付かない142.49を表示させます。つまりANS-Conja(ANS)=としてさらに÷2i とします。
電卓画面に「i 」の付かない142.49が表示されている状態で、
三角形QHG=三角形QDIの面積+台形DIGHの面積ですから
四角形ABCD=162.9390㎡=台形DIGHの面積
三角形QHG÷三角形QDI=
(ANS+162.9390)÷ANS=2.14(面積比)
√ANS=1.46…これを丸めたりせずに、そのままdメモリーに入れます。
H=Q+線分QH∠arg(C-Q)
G=Q+線分QG∠arg(F-I)
但し、arg(F-I)の部分は、arg(A-B)でもあるいは単に90°でも可。
H=b+d×Abs((a+12.53)-b)∠arg(c-b)
下3桁以下が四捨五入し易い数値であることを確認の後、Rnd()で丸めて
→yメモリーに入れる。「電卓内部検算」をします。
G=b+d×Abs((a+1.69)-b)∠90…「°」の単位は省略可。
下3桁以下が四捨五入し易い数値であることを確認の後、Rnd()で丸めて
→mメモリーに入れる。「電卓内部検算」をします。
HとGのY座標値が一致することをもって、とりあえず検算の必要なしと考えます。
答
H=+2359.64-2996.55i
G=+2343.77-2996.55i
次にEを求めます。
t={Im(C-F)}^-1×Im(G-F)…(新♪虚)
t={Im(c-f)}^-1×Im(m-f)
t=0.60を得ます。これが電卓画面に表示されている時に、
E=ANS×c+(1-ANS)f
=2353.96-2996.55i
とします。100倍して下3桁を読むと、X・Y座標値とも四捨五入し易い数値ですから、Rnd(ANS)で丸めてeメモリーに入れます。「電卓内部検算」をします。
答
E=+2353.96-2996.55i
(イ)四角形ABFI=
Abs[Im{0.5×Conja((a+1.69)-(a+7.42i ))×(f-a)}]
=13.1144㎡
(ロ)三角形HEC=
Abs[Im{0.5×Conja(y-e)×(c-e)}]
=7.7816㎡
(ニ)三角形EFG=
Abs[Im{0.5×Conja(e-f)×(m-f)}]
=20.8895㎡
(イ)+(ロ)-(ニ)=0.0065㎡
(誤差が適正とみて面積の検算はしないこととする。)
(ハ)五角形DIFEH
線分DEで分けたとして
=Abs[Im{0.5×Conja((a+12.53)-e)×(y-e)}]
+Abs[Im{0.5×Conja((a+12.53)-f)×(e-(a+1.69))}]
=142.0415㎡
(イ)+(ロ)+(ハ)=162.9375
四角形ABCD=162.9390㎡とほとんど同じとみて検算不要とする。
これらの差は、E・F・Hなどの座標値の丸めによる誤差である。
(全ての答)
A→Bの方向角=arg(b-a)=90゜0′0″
A→Dの方向角=arg(d-a)=0゜0′0″
面積は宅地であることに注意。
四角形ABCDの面積=162.93㎡
座標値の表し方は、どうであっても内容が合っていれば正解とします。
E=+2353.96-2996.55i
F=+2343.77-3000.65i
G=+2343.77-2996.55i
H=+2359.64-2996.55i
I=+2343.77-3008.75i
(イ) 13.11㎡
(ロ) 7.78㎡
(ハ)142.04㎡
(ニ) 20.88㎡
さて、これで終わったわけですが、「松尾の面積比・相似比分割法」で解きました。
今度は、「強引二次方程式分割法」で解いてみましょう。
これは、台形DIGHの高さ(IG)をhと置いて、二次方程式を解く方法です。
D→Hの方向角をθと置きます。
θ=arg(H-D)=arg(C-D)=arg(c-(a+12.53))
=67゜35′34.32″
DI=D-I=10.84
四角形ABCD=162.9390㎡=台形DIGHの面積でしたので、
台形DIGH=
0.5×h×(10.84+(10.84+h/Tan(θ)))=162.9390
h×(10.84×2+1/Tan(θ))h)=162.9390×2
{1/Tan(θ)}×h^2+10.84×2h-162.9390×2=0
今まで使っていた電卓とは別の電卓を使用します。
1/Tan(67゜35′34.32″)=0.412316…
→丸めたりせずにaメモリーに入れます。
10.84×2=21.68
→丸めたりせずにbメモリーに入れます。
-162.9390×2=-325.878
→丸めたりせずにcメモリーに入れます。
二次方程式の根(-B±√(B^2-4AC))/2A…(根の公式)ですから
「±」の「-」の部分は計算の必要のない無縁根であることは明白ですので、「+」の方だけを計算します。この公式の表現のとおりそのまま計算してみますと、
h=12.200406…
となって、
IGの距離は12.20mであることが解ります。後は、「松尾の面積比・相似比分割法」と同じです。
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上級者は、自分を甘やかすことになるので、以下を見てはいけない知ってはならない。
「おらおら上級者のくせに、そんな記事読むんじゃねえよ。暇があったら民法の勉強せいや。行った行った。」
「下手な鉄砲方式」を中級以下の方のために解説します。
まず、正確に図を描きます。目分量で、HEの線を入れます。
IGの距離を12.00mぐらいと図面上で読み取ったと仮定しましょう。
Fの座標値や(イ)の面積は、既に算出出来たとします。
この仮定の上で、G・H・Eの各座標値を計算します。以下の計算においては、座標値の値や、面積の数値を四捨五入にて丸めたりはしません。時間が無ければ、一切「電卓内部検算」はしません。
G=a+1.69+12.00i →mメモリーに入れます。
Hの座標値を計算します。
t={Im(C-D)}^-1×Im(G-D)…(新♪虚)
t={Im(c-(a+12.53))}^-1×Im(m-(a+12.53))
この計算の過程で、メモリーに余裕が有れば、{Im(c-(a+12.53))}^-1の値をメモリーに入れて置くと、IGの距離を変えて再度Hの座標値を計算するときに役立ちますが、ここではそこまではしないこととしました。
t=0.80を得ます。これが電卓画面に表示されている時に、
H=ANS×c+(1-ANS)(a+12.53)
(↑平成22年4月23日まで上の式のHを間違ってEとしていました。)
=+2359.56-2996.75i
(↑平成22年4月23日まで上の式の数値を間違って+2353.56-2996.75i としていました。)
丸めずyメモリーに入れます。
Eの座標値を計算します。
t={Im(B-C)}^-1×Im(G-C)…(新♪虚)
t={Im((a+7.42i )-c)}^-1×Im(m-c)
この計算の過程で、メモリーに余裕が有れば、{Im((a+7.42i )-c)}^-1の値をメモリーに入れて置くと、IGの距離を変えて再度Hの座標値を計算するときに役立ちますが、ここではそこまではしないこととしました。
t=0.39を得ます。これが電卓画面に表示されている時に、
E=ANS×(a+7.42i )+(1-ANS)c
=+2353.46-2996.75i
丸めずeメモリーに入れます。
(イ)+(ロ)-(二)を計算します。
(イ)+(ロ)-(二)
=13.1144
+Abs[Im{0.5×Conja(y-e)×(c-e)}]
-Abs[Im{0.5×Conja(e-f)×(m-f)}]
=3.17㎡(正確には3.172375…)
→これを下4桁まで、3.1724と紙に書き留めます。
実際の計算は、13.1144に「i 」を付けて、
13.1144i
+{0.5×Conja(y-e)×(c-e)}
-{0.5×Conja(e-f)×(m-f)}
のようにするのが良いでしょう。
(イ)+(ロ)-(二)の計算結果が正の数値で出ましたから、(イ)+(ロ)の方が大です。そこで、HGを右に動かさなければいけません。
(↓平成22年4月23日まで書いていた下の方法は、時間が掛るので、改良しました。)
線分HGの距離を出します。
HG=y-m=15.7878(メートル)
動かす距離は、
3.1724÷15.7878=0.2009(メートル)
「この割り算で、何故HGを動かす距離が解るのか?」と疑問に思われる方は、「面積分割問題05」の真ん中付近(図1の前後)の解説をお読みください。
ここで、HGを動かす距離は0.2009メートルであることがわかります。
これはIG=12.20mを意味します。また、0.2の後に端数が有りますが、切り上げてIG=12.21mとするには端数が小さすぎますので、計算確認するまでも無く、IG=12.20mで決まりです。
後は、「松尾の面積比・相似比分割法」と同じです。
なお、最初の仮定がIG=12.00mと正解に近い数値であったので、出来ましたが、この数値が、正解から遠く離れた値であった場合はこのように簡単に出来るとは限りません。その辺の詳しいところは、読者の皆様各自でご研究ください。
****************************************
その後、マツヨシが「松尾の面積比・相似比分割法」で、実際計算してみました。AとCの座標値だけをメモリーに入力し、問題を熟知してから、全ての答えを紙に書き出すまで、検算を含めて、21分42秒掛りました。但し、1回しかチャレンジしていません。皆様はもっと速いはずです。
「どうやら俺の負けだぜ…
時間よ止まれ
生命のめまいの中で…」
などど本試験中に、矢沢永吉の歌を歌いたくなってはいけません。
このたび、ほとんど、同じような問題を用意しましたので、これに取り組む前に、解き方を復習してから臨んでください。問題では、図面は描くこととなってはいませんが、ブログの図面では見難いので、一旦紙に描いてください。また問題文はゆっくり読んで、十分納得した上、与えられた座標値は、指定のメモリーに入れて確認を済ませてから、求点求積にどのくらい時間がかかるかやってみましょう。マツヨシは計っていませんが、今までの経験から20分ぐらいかなと予測します。(辺長計算は省略しました。)
【例題1】
図1のようにABCDAで囲まれた土地(303番)の所有権の登記名義人である甲山は、隣接する二つの土地(304番及び305番)の所有権の登記名義人である乙川との間で、お互いの所有土地の一部を分筆して、それらを交換する契約を結ぶ予定である。
その契約に先だって、土地家屋調査士丙野は、甲山から303番の土地を分筆することを依頼された。(乙川所有の土地の分筆は、後日別の調査士によって申請書を作成する予定である。)なお、303番・304番・305番の土地は登記簿の地目も現況も宅地である。
ただし、下の条件に従って図2のように分筆すること。
(条件)
①ABに平行な線で分割し、分割点をI・Fとする。但し、直線ABと直線IFの間隔は1.69mとする。
②DAに平行な線で分割し、分割点をH・Eとする。
③I・Fの延長とH・Eの延長の交点をGとする。
④四角形ABFIの部分を(イ)とする。
⑤三角形HECの部分を(ロ)とする。
⑥四角形ABCDを(イ)・(ロ)と残地の3筆に分筆する。残地部分を(ハ)とする。
⑦三角形EFGの部分を(ニ)とする。
⑧面積は、出来得る限り(イ)+(ロ)=(ニ)となるようにする。
⑨各分割点の座標値は、四捨五入して下2桁まで求めること。
⑩実測面積の計算値の端数処理は、登記の申請書に記載する場合の表示方法によるものとする。なおこの表示方法で表示した場合において、(イ)+(ロ)=(ニ)の式の誤差は0.02㎡以下とする。
甲山は、(イ)と(ロ)を乙川に譲り渡す代わりに、(ニ)を乙川から譲り受けることとする予定である。
A→Bの方向角を求めよ。(四捨五入して1秒単位までで求めよ。)
A→Dの方向角を求めよ。(四捨五入して1秒単位までで求めよ。)
四角形ABCDの面積を求めよ。
分割点E・F・H・Iの座標値を求めよ。
乙川が自己所有の土地を分筆する時に分割点となるGの座標値を求めよ。
(イ)・(ロ)・(ハ)・(ニ)の土地の面積を求めよ。
但し(ハ)の面積を計算するにあたっては、分筆前の土地の総面積から(イ)・(ロ)を差し引いて算出するのではなく、(ハ)の周囲の筆界点(新設の筆界点を含む)の座標値によって算出するものとする。
メモリーの使用の仕方は、以下のように指定します。この方が、解答を見るときに見易いでしょう。
表1
* X座標 Y座標
A +2342.08 -3008.75 →aメモリーに入れること
B +2342.08 -3001.33 →指定しない
C +2360.77 -2993.81 →cメモリーに入れること
D +2354.61 -3008.75 →指定しない
E 計算点である。 →eメモリーに入れること
F 計算点である。 →fメモリーに入れること
G 計算点である。 →mメモリーに入れること
H 計算点である。 →yメモリーに入れること
I 計算点である →指定しない
図1
* C
*D
* (303) (305)
*A B
* (304)
図2
* Cc
* Hy
* (ロ)
*D
* Ee
* (ハ)
* (ニ)
*I Ff Gm
(イ)
*Aa B
《解答》
本試験で、このような問題が出たら、かなり難問ですから、全部解けないことも覚悟の上、まず図を描きましょう。HEの線を入れるには、求点計算をしなければいけませんが、目分量で勝手に線を入れておくのもひとつの方法です。下手な計算よりよほど正確かもしれません。
AとBの座標値を見て、「あっ、Xの座標値が同じだ。」と気が付く人や、さらにAとDの座標値を見て、「あっ、Yの座標値が同じだ。」と気が付く人は、かなりこの手の問題に慣れていらっしゃいます。これが解れば、計算するまでも無く
A→Bの方向角=90゜0′0″(単に90゜でも可)
A→Dの方向角=0゜0′0″(単に0゜でも可)
しかし、焦っている時は、普通気が付かないものです。但し、見取図が結構正確に描いてあったり、先に地積測量図を描いたりした時に、気が付くことが多いようです。
この問題では、いやでも気が付くように、先に方向角を求めさせることにしました。
指定のとおりA→a、C→cとした上で、便宜勝手にB→b、D→dとします。
答
A→Bの方向角=arg(b-a)=90゜0′0″
A→Dの方向角=arg(d-a)=0゜0′0″
b-a=7.42i 、d-a=12.53ですから、以下、メモリーの節約のため、
Bの座標値はa+7.42i
Dの座標値はa+12.53
Iの座標値はa+1.69(←平行線の間隔1.69mより)
と表すこととします。(図3参照)
最初から、「あっ、X(またはY)の座標値が同じだ。」と気が付いた方は、BやDの座標値を入力することなく、最初からこのように表記するのがベターでしょう。その場合、B・Dの座標値そのものを、電卓に入力する必要はありません。
以下は、bやdのメモリーには、B・Dの座標値が入っていないものとして解説します。
Abs[Im{0.5×Conja((a+12.53)-(a+7.42i ))×(c-a)}]=162.9390
「滝川クリステル検算」を行いましょう。
(つまり、図の向きを変えて「松尾の求積法」を適用しましょう。)
答
四角形ABCDの面積=162.93㎡(宅地だから)
図3
* Cc
* Hy
* (ロ)
*D(a+12.53)
* Ee
* (ハ)
* (ニ)
(a+1.69)
*I Ff Gm
(イ)
*Aa B(a+7.42i)
各座標値を求めてみましょう。
Iの座標値=a+1.69
答
I=+2343.77-3008.75i
F点を求めます。F点は直線BC上の点であり、I点・F点のX座標値は等しくなっています。これを、「松尾の切片計算法」で求めます。
「松尾の切片計算法」は、以下のとおりでした。
E点の座標値が与えられ、
Z=t×A+(1-t)×B…(直線ABの式)の時
E点のX座標値と同じX座標値を持つ直線AB上の点のY座標値は(新♪実)で計算する。
E点のY座標値と同じY座標値を持つ直線AB上の点のX座標値は(新♪虚)で計算する。
t={Re(A-B)}^-1×Re(E-B)…(新♪実)
t={Im(A-B)}^-1×Im(E-B)…(新♪虚)
ここで、A→Bの順序はいつもアルファベット順に統一してください。そうしないと間違いの元となります。
まず、BCは、B→Cがアルファベット順ですから
t={Re(B-C)}^-1×Re(I-C)…(新♪実)
t={Re(a+7.42i -c)}^-1×Re(a+1.69-c)
具体的な計算内容は
a+7.42i -c=-18.69-7.52i として、「アンス・コンジャ法」で、実部のみを取り出します。つまりANS+Conja(ANS)=としてさらに÷2とします。
電卓画面に、-18.69のみを得たら、「X^-1」キーで逆数をとり、そのまま、
ANS^-1(a+1.69-c)=0.91+0.80i を得ます。さらに「アンス・コンジャ法」で、実部0.91のみを取り出します。これがtです。
電卓画面に、tの数値が表示されている時に、
F=t×B+(1-t)×Cを計算します。具体的には
F=ANS(a+7.42i )+(1-ANS)c
=2343.77-3000.65i
とします。100倍して下3桁を読むと、X・Y座標値ともたまたま四捨五入し易い数値ですから、Rnd(ANS)で丸めてfメモリーに入れます。
IとFのX座標値が完全に一致しているのを確認して、Fは検算の必要無しと考えます。
答
F=+2343.77-3000.65i
****************************************
上級者以外、見てはいけない知ってはならない。
ここで、上級者の皆様からは、「Fの座標値は、生(なま)の数値をメモリーに入れるのではなく、a+1.69+8.10i のように表すべきではないか。そうすればメモリーの節約にもなるのでは…。」とご指摘を受けそうです。全くそのとおりです。このようにすれば、メモリーの節約になって大変良いのです。ただ難点を言えば、Dをa+12.53と表記した場合、元々A・Dの座標値は、下2桁までで与えられていますので、端数は存在しません。例えば、Dの座標値は、
D=+2354.61-3008.75i となっていますが、正確には
D=+2354.610000…-3008.750000…i と解釈できます。
しかし、FのY座標値は、たまたま下3桁4桁あたりが0であったとしても、正確には少し端数も有ります。計算がうまく行かず、端数も含めた正確な面積計算をしなければならなくなることも考えられます。そのために、fメモリーを確保しておくのも一つの方法ではないかと考えます。
また、「a+1.69+8.10i 」の式はやや長いので、入力時に間違い易いこと、さらに、本問題は何とかメモリーが足りそうな予想がするので、ここはfメモリーに入れるように問題で指定した次第です。
なお、メモリー不足が予想される問題であれば、当然fメモリーは使用せず「a+1.69+8.10i 」と表記することとなります。その場合、cメモリーも使用せず、「a+18.69+14.94i 」などと表記することも出来ます。
****************************************
さて、次は、HEの直線をどの位置に引くかという問題です。
「松尾の面積比・相似比分割法」で解いてみましょう。
四角形ABCD=(イ)+(ロ)+(ハ)
(イ)+(ロ)=(ニ)でした。よって、
四角形ABCD=(ニ)+(ハ)=台形DIGHとなります。
ここで図4のようにCDの延長(言い換えればHDの延長)と、GIの延長の交点をQと置きます。計算の方針としては、三角形QDIと三角形QHGが相似であることと、互いの面積比から相似比を出して、QH・QGの長さを決定することとします。
図4
* Hy
* D(a+12.53)
(a+1.69)
* Qb I Gm
Qは、交点ですから、「松尾の四点交点法」で計算したい気持ちに駆られますが、ここは、「松尾の切片計算法」で簡単に計算出来ます。
まず、CDは、C→Dがアルファベット順ですから
t={Re(C-D)}^-1×Re(I-D)…(新♪実)
t={Re(c-(a+12.53))}^-1×Re((a+1.69)-(a+12.53))
t=-1.76を得ます。
電卓画面に、tの数値が表示されている時に、
Q=t×C+(1-t)×Dを計算します。具体的には
Q=ANS×c+(1-ANS)(a+12.53)
Q=2343.77-3035.04i
とします。これを、Rnd()キーで丸めたりせずに、そのままbメモリーに入れます。
「電卓内部検算」をします。つまり、数値を紙に書いたりせず、再度計算して出た答えからメモリー内容を引き算して、その差が適正(この場合0)であることを確かめます。
次に、三角形QDIの面積を求めます。
Abs[Im{0.5×Conja(D-Q)×(I-Q)}]
=Abs[Im{0.5×Conja((a+12.53)-b)×((a+1.69)-b)}]
=Abs[Im{345.60+142.49i }]
これを四捨五入しないでそのまま「アンス・コンジャ法」で虚部のみを取り出し、電卓画面に「i 」の付かない142.49を表示させます。つまりANS-Conja(ANS)=としてさらに÷2i とします。
電卓画面に「i 」の付かない142.49が表示されている状態で、
三角形QHG=三角形QDIの面積+台形DIGHの面積ですから
四角形ABCD=162.9390㎡=台形DIGHの面積
三角形QHG÷三角形QDI=
(ANS+162.9390)÷ANS=2.14(面積比)
√ANS=1.46…これを丸めたりせずに、そのままdメモリーに入れます。
H=Q+線分QH∠arg(C-Q)
G=Q+線分QG∠arg(F-I)
但し、arg(F-I)の部分は、arg(A-B)でもあるいは単に90°でも可。
H=b+d×Abs((a+12.53)-b)∠arg(c-b)
下3桁以下が四捨五入し易い数値であることを確認の後、Rnd()で丸めて
→yメモリーに入れる。「電卓内部検算」をします。
G=b+d×Abs((a+1.69)-b)∠90…「°」の単位は省略可。
下3桁以下が四捨五入し易い数値であることを確認の後、Rnd()で丸めて
→mメモリーに入れる。「電卓内部検算」をします。
HとGのY座標値が一致することをもって、とりあえず検算の必要なしと考えます。
答
H=+2359.64-2996.55i
G=+2343.77-2996.55i
次にEを求めます。
t={Im(C-F)}^-1×Im(G-F)…(新♪虚)
t={Im(c-f)}^-1×Im(m-f)
t=0.60を得ます。これが電卓画面に表示されている時に、
E=ANS×c+(1-ANS)f
=2353.96-2996.55i
とします。100倍して下3桁を読むと、X・Y座標値とも四捨五入し易い数値ですから、Rnd(ANS)で丸めてeメモリーに入れます。「電卓内部検算」をします。
答
E=+2353.96-2996.55i
(イ)四角形ABFI=
Abs[Im{0.5×Conja((a+1.69)-(a+7.42i ))×(f-a)}]
=13.1144㎡
(ロ)三角形HEC=
Abs[Im{0.5×Conja(y-e)×(c-e)}]
=7.7816㎡
(ニ)三角形EFG=
Abs[Im{0.5×Conja(e-f)×(m-f)}]
=20.8895㎡
(イ)+(ロ)-(ニ)=0.0065㎡
(誤差が適正とみて面積の検算はしないこととする。)
(ハ)五角形DIFEH
線分DEで分けたとして
=Abs[Im{0.5×Conja((a+12.53)-e)×(y-e)}]
+Abs[Im{0.5×Conja((a+12.53)-f)×(e-(a+1.69))}]
=142.0415㎡
(イ)+(ロ)+(ハ)=162.9375
四角形ABCD=162.9390㎡とほとんど同じとみて検算不要とする。
これらの差は、E・F・Hなどの座標値の丸めによる誤差である。
(全ての答)
A→Bの方向角=arg(b-a)=90゜0′0″
A→Dの方向角=arg(d-a)=0゜0′0″
面積は宅地であることに注意。
四角形ABCDの面積=162.93㎡
座標値の表し方は、どうであっても内容が合っていれば正解とします。
E=+2353.96-2996.55i
F=+2343.77-3000.65i
G=+2343.77-2996.55i
H=+2359.64-2996.55i
I=+2343.77-3008.75i
(イ) 13.11㎡
(ロ) 7.78㎡
(ハ)142.04㎡
(ニ) 20.88㎡
さて、これで終わったわけですが、「松尾の面積比・相似比分割法」で解きました。
今度は、「強引二次方程式分割法」で解いてみましょう。
これは、台形DIGHの高さ(IG)をhと置いて、二次方程式を解く方法です。
D→Hの方向角をθと置きます。
θ=arg(H-D)=arg(C-D)=arg(c-(a+12.53))
=67゜35′34.32″
DI=D-I=10.84
四角形ABCD=162.9390㎡=台形DIGHの面積でしたので、
台形DIGH=
0.5×h×(10.84+(10.84+h/Tan(θ)))=162.9390
h×(10.84×2+1/Tan(θ))h)=162.9390×2
{1/Tan(θ)}×h^2+10.84×2h-162.9390×2=0
今まで使っていた電卓とは別の電卓を使用します。
1/Tan(67゜35′34.32″)=0.412316…
→丸めたりせずにaメモリーに入れます。
10.84×2=21.68
→丸めたりせずにbメモリーに入れます。
-162.9390×2=-325.878
→丸めたりせずにcメモリーに入れます。
二次方程式の根(-B±√(B^2-4AC))/2A…(根の公式)ですから
「±」の「-」の部分は計算の必要のない無縁根であることは明白ですので、「+」の方だけを計算します。この公式の表現のとおりそのまま計算してみますと、
h=12.200406…
となって、
IGの距離は12.20mであることが解ります。後は、「松尾の面積比・相似比分割法」と同じです。
****************************************
上級者は、自分を甘やかすことになるので、以下を見てはいけない知ってはならない。
「おらおら上級者のくせに、そんな記事読むんじゃねえよ。暇があったら民法の勉強せいや。行った行った。」
「下手な鉄砲方式」を中級以下の方のために解説します。
まず、正確に図を描きます。目分量で、HEの線を入れます。
IGの距離を12.00mぐらいと図面上で読み取ったと仮定しましょう。
Fの座標値や(イ)の面積は、既に算出出来たとします。
この仮定の上で、G・H・Eの各座標値を計算します。以下の計算においては、座標値の値や、面積の数値を四捨五入にて丸めたりはしません。時間が無ければ、一切「電卓内部検算」はしません。
G=a+1.69+12.00i →mメモリーに入れます。
Hの座標値を計算します。
t={Im(C-D)}^-1×Im(G-D)…(新♪虚)
t={Im(c-(a+12.53))}^-1×Im(m-(a+12.53))
この計算の過程で、メモリーに余裕が有れば、{Im(c-(a+12.53))}^-1の値をメモリーに入れて置くと、IGの距離を変えて再度Hの座標値を計算するときに役立ちますが、ここではそこまではしないこととしました。
t=0.80を得ます。これが電卓画面に表示されている時に、
H=ANS×c+(1-ANS)(a+12.53)
(↑平成22年4月23日まで上の式のHを間違ってEとしていました。)
=+2359.56-2996.75i
(↑平成22年4月23日まで上の式の数値を間違って+2353.56-2996.75i としていました。)
丸めずyメモリーに入れます。
Eの座標値を計算します。
t={Im(B-C)}^-1×Im(G-C)…(新♪虚)
t={Im((a+7.42i )-c)}^-1×Im(m-c)
この計算の過程で、メモリーに余裕が有れば、{Im((a+7.42i )-c)}^-1の値をメモリーに入れて置くと、IGの距離を変えて再度Hの座標値を計算するときに役立ちますが、ここではそこまではしないこととしました。
t=0.39を得ます。これが電卓画面に表示されている時に、
E=ANS×(a+7.42i )+(1-ANS)c
=+2353.46-2996.75i
丸めずeメモリーに入れます。
(イ)+(ロ)-(二)を計算します。
(イ)+(ロ)-(二)
=13.1144
+Abs[Im{0.5×Conja(y-e)×(c-e)}]
-Abs[Im{0.5×Conja(e-f)×(m-f)}]
=3.17㎡(正確には3.172375…)
→これを下4桁まで、3.1724と紙に書き留めます。
実際の計算は、13.1144に「i 」を付けて、
13.1144i
+{0.5×Conja(y-e)×(c-e)}
-{0.5×Conja(e-f)×(m-f)}
のようにするのが良いでしょう。
(イ)+(ロ)-(二)の計算結果が正の数値で出ましたから、(イ)+(ロ)の方が大です。そこで、HGを右に動かさなければいけません。
(↓平成22年4月23日まで書いていた下の方法は、時間が掛るので、改良しました。)
線分HGの距離を出します。
HG=y-m=15.7878(メートル)
動かす距離は、
3.1724÷15.7878=0.2009(メートル)
「この割り算で、何故HGを動かす距離が解るのか?」と疑問に思われる方は、「面積分割問題05」の真ん中付近(図1の前後)の解説をお読みください。
ここで、HGを動かす距離は0.2009メートルであることがわかります。
これはIG=12.20mを意味します。また、0.2の後に端数が有りますが、切り上げてIG=12.21mとするには端数が小さすぎますので、計算確認するまでも無く、IG=12.20mで決まりです。
後は、「松尾の面積比・相似比分割法」と同じです。
なお、最初の仮定がIG=12.00mと正解に近い数値であったので、出来ましたが、この数値が、正解から遠く離れた値であった場合はこのように簡単に出来るとは限りません。その辺の詳しいところは、読者の皆様各自でご研究ください。
****************************************
その後、マツヨシが「松尾の面積比・相似比分割法」で、実際計算してみました。AとCの座標値だけをメモリーに入力し、問題を熟知してから、全ての答えを紙に書き出すまで、検算を含めて、21分42秒掛りました。但し、1回しかチャレンジしていません。皆様はもっと速いはずです。
面積分割問題06(法務省様あなたは偉大です) [面積分割問題]
平成21年度本試験土地書式の問題の計算部分のみの解法
平成21年9月16日現在、この節の方法は、「面積分割問題04」の方法より解り易いと思われます。但し、「面積分割問題04」に書いてある説明を、この節では重複のため省略しているところがありますので、「面積分割問題04」も参考として読むようにお願いします。
問題文や条件は、「面積分割問題04」と同じです。図1は、全く同じですが再掲します。
図1(見にくいので試験を受けた方は問題の図面をみてね)
F
* 100-2 C
* (ロ)
* J K L
* (イ)
* I 99
* B
* (ハ) 100-1
E A H D
* 市 道
《解答》
座標値のメモリーへの入れ方は、「面積分割問題04」の「松尾の面積比・相似比分割法」と同じです。既にHの座標値、Iの座標値(xメモリーに入れておく)と(ハ)の面積は「面積分割問題04」のように計算出来ていたものとします。
ここで、問題は100番1の土地を三筆に分筆するのが目的です。
三筆と言うのは、(ロ)と(ハ)と残地のことです。
当然
100番1の土地の面積=(ロ)+(ハ)+残地
となります。
ところで、台形JLDHについて、考えてみます。(Kは線分JL上の点、Iは線分JH上の点なので、JKLは一直線ですし、JIHも一直線です。JLとHDは平行。よって台形であることは自明。)
台形JLDHの面積=(イ)+残地
となることは明らか、また(ロ)+(ハ)=(イ)より
100番1の土地の面積=(ロ)+(ハ)+残地=(イ)+残地=台形JLDHの面積
(↑ここに気が付きにくいのです。)
(計算の方針)
ここで、台形の高さ(=線分JH)をhと置き、∠CDA=βと置くと、台形の面積をhとβを使って表わせるので、この式を=「100番1の土地の面積」と置く等式が成立し、βの角度や「100番1の土地の面積」は、直ちに算出出来るので、hの二次方程式となり、hを確定する。
HD=d-(a+0.57i )=12.50
台形JLDHの面積=0.5×(上底+下底)×高さ
=0.5×(12.50-h×(1/Tan(β))+12.50)×h
=100番1の土地の面積
=Abs[Im{0.5×Conja(b-d)×(c-a)}]
=100.336700…(台の式)
β=∠CDA=arg((c-d)÷(a-d))
=75゜57′49.52″
ここで、今まで使用していた電卓を犬電卓と呼び、まだ使用していなかった電卓を猫電卓と呼ぶことにします。
これら、二元連立・二次方程式を猫電卓で解くことにします。
1/Tan(β)の数値を計算して、猫電卓のfメモリーに入れる。
(台の式)を計算すると
0.5×(12.50×2-f・h)h=100.336700
-0.5×f・h^2+12.50h-100.336700=0…(hの二次)
(hの二次)を二次方程式の根の公式で解きますが、その際、
猫電卓で-0.5×fの値を計算し、猫電卓のaメモリーに入れます。
12.50を、猫電卓のbメモリーに入れます。
-100.336700の値を猫電卓のcメモリーに入れます。
二次方程式の根(-B±√(B^2-4AC))/2A…(根の公式)
(注意)ここで、「電卓の設定と基礎」のところで解説しましたように、÷2Aの計算をする場合、新型fx-***ES(「***」には993が入る。)の場合は、そのまま計算するだけですが、旧型fx-***ES(「***」には991が入る。)の場合は、÷2Aとは÷2×Aの意味になり、計算が全然違ってきますので、ご注意ください。旧型の場合は÷(2A)としなければなりません。
h=91.198371または8.801621となりますが、91.198371は無縁根です。
J=H+8.801621
J=a+0.57i +8.801621
これを計算してfとし、紙に書かず四捨五入もせず、犬電卓のfメモリーに入れます。
以下、「面積分割問題04」の「松尾の面積比・相似比分割法」の(Jの決定式)のところから同じ計算になります。
いやー長かったです。それにしても、法務省の出題内容を「難解すぎる」と批判してしまいましたが、なかなか良く出来た問題でした。御役人様もなかなかやるものです。しかし、解き方に気が付いても、時間内に出来るものでしょうか。それが問題です。
まだ、検証していませんが、とりあえずアップします。細かい修正があるかもしれません。あしからず。
時間を計ってみたところ、次のようになりました。
①ABCDEFの座標値を犬電卓のメモリーに入れるのに、確認も含めて59秒。
②Iの座標値を算出し、(ハ)の実測面積を計算して「滝川クリステル検算」で確認するのに、5分26秒。(但し、Iの座標値を丸めていない場合と丸めた場合の二種類計算する。)
③J・Lの座標値を算出し、(イ)・(ロ)および、分筆の残地の実測面積を、計算して「滝川クリステル検算」・「カステラのななめ切り検算」で確認するのに、15分21秒。(但し、J・Lの座標値を丸めていない場合で(イ)・(ロ)を計算後、(イ)=(ロ)+(ハ)を確認し、さらに丸めた場合で(ロ)と残地を計算する。)
④各辺長を計算するのに1分40秒。
以上①~④合計23分26秒。
すべて、答は紙に書くまでの時間です。I・J・K・Lの座標値は丸めないものをメモリーに入れたままにしておいて、丸めた数値で計算する時は、いちいちRnd()を使って計算する方が、解り易くて良いようです。
たとえば、辺長KLを求める場合は、(Kの座標値がmメモリー、Lの座標値がeメモリーに入っているなら)Abs(Rnd(m)-Rnd(e))のように計算した方が、かえって、丸めた数値をメモリーに入れ直すよりも、解り易いようです。
なお、③の部分は、「面積分割問題04」における「松尾の面積比・相似比分割法」の方がかえって速いことが解りました。その方法で15分02秒です。しかし、時間は掛かってもこの節(「面積分割問題06」)の方法が解り易いと思われます。
平成21年9月16日現在、この節の方法は、「面積分割問題04」の方法より解り易いと思われます。但し、「面積分割問題04」に書いてある説明を、この節では重複のため省略しているところがありますので、「面積分割問題04」も参考として読むようにお願いします。
問題文や条件は、「面積分割問題04」と同じです。図1は、全く同じですが再掲します。
図1(見にくいので試験を受けた方は問題の図面をみてね)
F
* 100-2 C
* (ロ)
* J K L
* (イ)
* I 99
* B
* (ハ) 100-1
E A H D
* 市 道
《解答》
座標値のメモリーへの入れ方は、「面積分割問題04」の「松尾の面積比・相似比分割法」と同じです。既にHの座標値、Iの座標値(xメモリーに入れておく)と(ハ)の面積は「面積分割問題04」のように計算出来ていたものとします。
ここで、問題は100番1の土地を三筆に分筆するのが目的です。
三筆と言うのは、(ロ)と(ハ)と残地のことです。
当然
100番1の土地の面積=(ロ)+(ハ)+残地
となります。
ところで、台形JLDHについて、考えてみます。(Kは線分JL上の点、Iは線分JH上の点なので、JKLは一直線ですし、JIHも一直線です。JLとHDは平行。よって台形であることは自明。)
台形JLDHの面積=(イ)+残地
となることは明らか、また(ロ)+(ハ)=(イ)より
100番1の土地の面積=(ロ)+(ハ)+残地=(イ)+残地=台形JLDHの面積
(↑ここに気が付きにくいのです。)
(計算の方針)
ここで、台形の高さ(=線分JH)をhと置き、∠CDA=βと置くと、台形の面積をhとβを使って表わせるので、この式を=「100番1の土地の面積」と置く等式が成立し、βの角度や「100番1の土地の面積」は、直ちに算出出来るので、hの二次方程式となり、hを確定する。
HD=d-(a+0.57i )=12.50
台形JLDHの面積=0.5×(上底+下底)×高さ
=0.5×(12.50-h×(1/Tan(β))+12.50)×h
=100番1の土地の面積
=Abs[Im{0.5×Conja(b-d)×(c-a)}]
=100.336700…(台の式)
β=∠CDA=arg((c-d)÷(a-d))
=75゜57′49.52″
ここで、今まで使用していた電卓を犬電卓と呼び、まだ使用していなかった電卓を猫電卓と呼ぶことにします。
これら、二元連立・二次方程式を猫電卓で解くことにします。
1/Tan(β)の数値を計算して、猫電卓のfメモリーに入れる。
(台の式)を計算すると
0.5×(12.50×2-f・h)h=100.336700
-0.5×f・h^2+12.50h-100.336700=0…(hの二次)
(hの二次)を二次方程式の根の公式で解きますが、その際、
猫電卓で-0.5×fの値を計算し、猫電卓のaメモリーに入れます。
12.50を、猫電卓のbメモリーに入れます。
-100.336700の値を猫電卓のcメモリーに入れます。
二次方程式の根(-B±√(B^2-4AC))/2A…(根の公式)
(注意)ここで、「電卓の設定と基礎」のところで解説しましたように、÷2Aの計算をする場合、新型fx-***ES(「***」には993が入る。)の場合は、そのまま計算するだけですが、旧型fx-***ES(「***」には991が入る。)の場合は、÷2Aとは÷2×Aの意味になり、計算が全然違ってきますので、ご注意ください。旧型の場合は÷(2A)としなければなりません。
h=91.198371または8.801621となりますが、91.198371は無縁根です。
J=H+8.801621
J=a+0.57i +8.801621
これを計算してfとし、紙に書かず四捨五入もせず、犬電卓のfメモリーに入れます。
以下、「面積分割問題04」の「松尾の面積比・相似比分割法」の(Jの決定式)のところから同じ計算になります。
いやー長かったです。それにしても、法務省の出題内容を「難解すぎる」と批判してしまいましたが、なかなか良く出来た問題でした。御役人様もなかなかやるものです。しかし、解き方に気が付いても、時間内に出来るものでしょうか。それが問題です。
まだ、検証していませんが、とりあえずアップします。細かい修正があるかもしれません。あしからず。
時間を計ってみたところ、次のようになりました。
①ABCDEFの座標値を犬電卓のメモリーに入れるのに、確認も含めて59秒。
②Iの座標値を算出し、(ハ)の実測面積を計算して「滝川クリステル検算」で確認するのに、5分26秒。(但し、Iの座標値を丸めていない場合と丸めた場合の二種類計算する。)
③J・Lの座標値を算出し、(イ)・(ロ)および、分筆の残地の実測面積を、計算して「滝川クリステル検算」・「カステラのななめ切り検算」で確認するのに、15分21秒。(但し、J・Lの座標値を丸めていない場合で(イ)・(ロ)を計算後、(イ)=(ロ)+(ハ)を確認し、さらに丸めた場合で(ロ)と残地を計算する。)
④各辺長を計算するのに1分40秒。
以上①~④合計23分26秒。
すべて、答は紙に書くまでの時間です。I・J・K・Lの座標値は丸めないものをメモリーに入れたままにしておいて、丸めた数値で計算する時は、いちいちRnd()を使って計算する方が、解り易くて良いようです。
たとえば、辺長KLを求める場合は、(Kの座標値がmメモリー、Lの座標値がeメモリーに入っているなら)Abs(Rnd(m)-Rnd(e))のように計算した方が、かえって、丸めた数値をメモリーに入れ直すよりも、解り易いようです。
なお、③の部分は、「面積分割問題04」における「松尾の面積比・相似比分割法」の方がかえって速いことが解りました。その方法で15分02秒です。しかし、時間は掛かってもこの節(「面積分割問題06」)の方法が解り易いと思われます。
面積分割問題05(平成21年度土地書式再考察) [面積分割問題]
平成21年度本試験土地書式は、大変難しい問題でした。当ブログでは、「面積分割問題04」に解法と思われるものを二法掲載しました。それぞれ、「松尾の面積比・相似比分割法」・「強引二次方程式分割法」と勝手に呼ばせてもらっている方法です。
元々、このような方法があることは、マツヨシも知っていましたし、当ブログでも「面積分割問題03」として二方法を紹介しましたが、それらの問題が「基本問題」に見えてくるくらい、本試験の問題は、難問でした。
しかし、上級者の方は、来年度同様の問題が出れば、対応できると思います。今回、解けなかったのは相手(法務省)の出方(手の内)が解らなかったからです。本試験の土地書式は、毎年難しくなって来ました。その階段は、一段づつ上がってきたように思います。ですから、昨年に比べてやや難しくなった場合は、受験生も上級者ならば、それなりに対応出来たでしょう。
ところが、平成21年度の問題は、例年より4段も5段も階段が高くなっていて、これを目にした受験生は、よじ登ろうとはせず、「別に登り口が有るに違いない。」と考え、問題の見落としが無いかとか、見取図の見方を変えるべきかとか、いろいろ考えてしまいました。初めから、「こんな難しい問題がノーヒントで出るよ。」とわかっていたら、またそれなりの対応が出来るというものです。(しかし、その後よく考えてみたら、もう少し速い解き方がありました。「4段も5段も階段が高くなっている。」というのは大袈裟過ぎました。1段上がったのは確かですが…。)
ところで、中級以下の方は、この手の問題を何回かやったとしても、見取図をちょっといじられると、なかなか応用が効かないものです。そこで、今日発見した(ちょっと姑息な方法だけど)画期的な方法を紹介します。但し、上級者の方は、読まないでください。、 上級者の方は、あくまで正攻法で、一刀両断にバッサリと切り捨てることを目指しましょう。
ということで、以下、平成21年度本試験土地書式の別解です。
****************************************
上級者は、見てはいけない知ってはならない。目の毒、耳の毒、心の毒、見られずに気の毒。
以下の解法を「下手な鉄砲方式」と呼ぶこととします。
さて、初中級の皆様、Iの座標値(xメモリーに入れておく)と(ハ)の面積は既に「面積分割問題04」のように計算出来ていたものとします。
その先が解らなくても地積測量図を正確に完成しましょう。
基準点から隣地の地番、申請人まで、描けることはすべて完璧に描きます。K・Lの点が決定出来ませんが、三角定規を当てて、(イ)=(ロ)+(ハ)となりそうな位置に勝手に分割線をボールペンで入れてしまいます。当然、筆界点K・Lの文字も入れます。
そうしておいて、分割線KLのX座標値を定規を当てて読み取ります。(この時は、最初の作図段階の時に、二枚の三角定規を当てて、既知点の座標値から図面の用紙に点を落していた時の状態にしてから読み取る必要があることは言うまでもありません。)
マツヨシの下手な作図では、分割線KL(Y軸と平行)のX座標値は、509.30と読み取れました。(正解は509.07ですから少し違います。)
ここで、下のような表(?)を作ります。
これを書くには、少し計算用紙のスペースが必要となります。
表1
* JのX座標 (イ)-(ロ)-(ハ)
*
*
*
*
*509.30m 2.345688㎡
*
*
*
*
試験の時は、文言は一切書きません。単位も書きません。枠線も描きません。
ただし、上にも下にも空間のある紙に、509.30を書きます。
次に、この時のJの座標値を計算します。J点は、H(=a+0.57i)点の真上にあるので、Y座標値は、a+0.57iの虚部を見て、485.26となります。
暫定的なJ=509.30+485.26iとみて、fメモリーに入れます。485.26は手でいちいち打っても良いですし、a+0.57iの虚部のみを「アンス・コンジャ法」で取り出しても良いです。
fメモリーの値を使って、暫定的なLやKを求めます。求め方は、「面積分割問題04」と同じですが、下の公式のとおりです。
公式では、
E点の座標値が与えられ、
Z=t×A+(1-t)×B…(直線ABの式)の時
E点のX座標値と同じX座標値を持つ直線AB上の点のY座標値は(新♪実)で計算する。
E点のY座標値と同じY座標値を持つ直線AB上の点のX座標値は(新♪虚)で計算する。
t={Re(A-B)}^-1×Re(E-B)…(新♪実)
t={Im(A-B)}^-1×Im(E-B)…(新♪虚)
となっていました。この解法を、「松尾の切片計算法」と勝手に呼ばせてもらっています。
この問題で、Lを求める時は
J点の座標値が与えられていて、
Z=t×C+(1-t)×D…(直線CDの式)の時、
J点のX座標値と同じX座標値を持つ直線CD上の点のY座標値を問う問題であって。
t={Re(C-D)}^-1×Re(J-D)…(新♪実)
同様に、Kを求めます。
J点の座標値が与えられていて、
Z=t×B+(1-t)×C…(直線BCの式)の時、
J点のX座標値と同じX座標値を持つ直線BC上の点のY座標値を問う問題です。
t={Re(B-C)}^-1×Re(J-C)…(新♪実)
なお、「松尾の切片計算法」を何度も使用することとなりますので、
Re(C-D)=10.0000
Re(B-C)=-3.3800
の数値は、紙に控えておきましょう。
暫定的なLやKを求めたら、それらを紙に書かず、四捨五入せず、それぞれe・mメモリーに入れます。
f・e・mメモリー等を使って、まず、(イ)の面積を計算します。
(イ)=Abs[Im{0.5×Conja(f-x)×(m-x)}]
ですが、0.5×Conja(f-x)×(m-x)を計算した段階で、
=2.48+7.76i と電卓画面に表示されます。7.76が(イ)の面積を表示しています。これを紙に描かず、四捨五入せず、面積が適当な数値かどうか判断して、そのまま(ロ)の面積を計算して引きます。
ANS+0.5×Conja(m-e)×(c-e)
=2.08+6.17i と電卓画面に表示されます。6.17が(イ)-(ロ)の面積を表示しています。これを紙に描かず、四捨五入せず、面積が適当な数値かどうか判断して、そのまま(ハ)の面積((ハ)=3.825347㎡でした。)に「i 」を付けて引きます。
2.08+2.35i と電卓画面に表示されます。2.35が(イ)-(ロ)-(ハ)の面積を表示しています。これを表1に下6桁までで2.345688㎡と書きます。
ここで、目指すものは、JのX座標値を調正して、(イ)-(ロ)-(ハ)を、出来るだけ0に近づけることです。
(イ)-(ロ)-(ハ)=2.345688㎡だったということは、(イ)の部分が大きかったということでなので、分割線が高過ぎた(X座標値が大き過ぎた)ということです。
そこで、509.30mを少し小さい値にしなければなりません。どのくらい小さくすればよいかというと…。
分割線を少し下げる(X座標値を少し小さくする)ことによって、J・K・Lの点が少しずれて、J’・K’・L’となったとすると、下の図1のように台形JKK’J’の部分が(イ)から除かれ、台形KLL’K’ の部分が(ロ)に加わることになります。したがって、二つの台形の面積合計が2.345688㎡になるくらい分割線を下げれば、(イ)-(ロ)-(ハ)は0となります。
図1
J●●●●●●●●●●●●●●●●●●●K●●●●●●●●●●●●●●L
●●●●●●●●●●●●●●●●●●●○●●●●●●●●●●●●●●●●
●●●●●●●●●●●●●●●●●●○●●●●●●●●●●●●●●●●●●
J’●●●●●●●●●●●●●●●K’●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●L’
そこで、L-J=e-fを計算し、10.242500i を得たら、これが線分JLの長さですから、
2.345688㎡÷10.242500m=0.229015m
すなわち、分割線を0.23m下げればちょうどよいということになります。
ここで、時間が無い時は、下3桁目が「9」となっているので(下2桁単位なら切り上げるしか考えられないので)、0.23m下げることで、Jの座標値は確定したと見て、fメモリーに「f-0.23」の計算結果を入力して、以下、K・Lの座標値も計算し、解答用に順次書いていく方法も有ります。
しかし、ここでは、まだ時間が有ったと仮定して、少し確認計算をしてから確定することとします。
ここで、表1に、509.30m-0.23mの値を書き入れるべきですが、これを計算して書くのは面倒なので、単に「-0.23m」と書き入れます。(表2)この場合、最初の暫定値509.30mより小さくなる時は、509.30mの行より上に書き、そうでないときは、下に書きます。(全く反対でも結構です。)509.30mの行と-0.23mの行の間にも1行程度開けておきましょう。
ここで、Jの座標値はf-0.23となりますが、fメモリーの内容を変えると判りにくくなりますので、Jの座標値は(f-0.23)と表示し、計算の時もこのまま使います。
さきほどの計算で、「f」としたところを、すべて「f-0.23」として、「松尾の切片計算法」により、再度暫定的なLやKを求めたら、それらを紙に書かず、四捨五入せず、それぞれe・mメモリーに入れます。(前のe・mメモリーの内容は当然消えてしいます。)
同様な方法で、再度(イ)-(ロ)-(ハ)の面積を求めます。(面積の計算の時も以前「f」としたところを、すべて「f-0.23」として計算すること。)
0.016700㎡を得ました。これだけ0に近づけたらこれが答えに間違いないでしょう。この段階で確定したと考えても結構です。
ここで、「f-0.23」がJの座標値の答えとみて確定しました。これをfメモリーに入れ、e・mメモリーの内容を呼び出して、Rnd()で丸め再度、メモリーに入れ、K・Lの座標値の答えを解答用紙に書き、(ロ)の面積を再度計算して解答用紙に書きます。
表2
* JのX座標 (イ)-(ロ)-(ハ)
*
*
* -0.23m 0.016700㎡
*
*509.30m 2.345687㎡
*
さて、0.23という数値は「0.229015」の下3桁を四捨五入したものですが、このような数値の場合は、0.23となるのが妥当と思われます。しかし、もし「0.225115」などという数値の場合であれば、四捨五入して0.23とすべきか、0.22の方が良いのか、実際に(イ)・(ロ)の面積を計算してみないと、何とも言えません。
そのような答えが出る場合は、問題の作成が完全でないか、受験生の計算ミスが考えられます。
しかし、そのような場合のことも配慮して、厳密に検証すべき時は、どうしたら良いでしょうか。その場合、本当にJの座標値として正しいと判断出来るのかの検証は、表3のように書いて確認します。(実際は書かずに、頭の中で判断します。)
表3
* JのX座標 (イ)-(ロ)-(ハ)
*
* -0.24m 0.016700㎡より大きくなることは明白。
* -0.23m 0.016700㎡
* -0.22m 0.016700㎡より約0.10小さくなる。(Ж)
*509.30m 2.345687㎡
*
*
ここで、「-0.22m」の場合を考えてみますと、以前にL-J=e-fを計算し、
10.242500i を得ましたが、これが線分JLの長さですから、線分J’L’もほとんど同じとみて(概算ですが)J点が0.01m下がることによって、
10.242500m×0.01m=0.102425㎡の減になります。そこで、約0.10㎡の減少と見ますが、(Ж)は、約-0.08㎡となって一番0に近いとは言えないことが解ります。
この解法において、作図を正確に行い、定規で正確に数値を読み取ったので、分割線KL(Y軸と平行)のX座標値は、509.30と読み取れました。そのため、すぐに「509.30-0.23」が最適なことが解りました。つまり、下手な鉄砲ですが、509.30で一発撃って、当たらなかったので、「509.30-0.23」で二発目を撃って当たったというわけです。
しかし、もしこの数値の読み取りが、いいかげんで、508.00と読み取ってしまった場合は、どうなるでしょうか。
その場合は、暫定的にJ=508.00+485.26iとみて、fメモリーに入れます。fメモリーの値を使って、暫定的なLやKを求め、(イ)-(ロ)-(ハ)を計算して、表4を作ります。
L-J=e-fを計算し、-10.567500i を得たら、これが線分JLの長さですから、
11.180812㎡÷10.567500m=1.058038m
すなわち、分割線を1.06m上げればちょうどよいということになります。
しかし、上げる距離が1.06mもあると、誤差が結構出てしまいます。
どうして誤差が大きくなるかと言いますと、図1で、分割線を下にずらした時の、面積の変化する部分すなわち台形JLL’ J’を見てみます。この解法ではJ J’間が非常に狭いとみて、台形JLL’ J’を便宜に長方形として、計算しています。しかし実際はLL’のとがった部分が、誤差となっていて、J J’間が大きい場合はそれが無視できなくなるのです。
+1.06mの時-0.119712㎡を得ましたが、これが0に近いとは言えません。
L’-J’=e-「f+1.06」を計算し、-10.302500i を得たら、これが線分J’L’の長さですから、
0.119712㎡÷10.302500m=0.011620m
すなわち、分割線をさらに0.01m上げ、当初の508.00mより1.07m上げればちょうどよいということになります。その時、(イ)-(ロ)-(ハ)の面積は、
10.302500m×0.01m=0.103025㎡の増になります。
この時、(イ)-(ロ)-(ハ)の面積は、0に最も近いと言えるでしょう。
よってこの時、すなわち分割線が(508.00+1.07)m=509.07mの時が、最適となります。この解き方では、下手な鉄砲を三発撃ってやっと仕留めたことになります。
表4
* JのX座標 (イ)-(ロ)-(ハ)
*
*
*508.00m -11.180812㎡
* +1.06m -0.119712㎡
* +1.07m -0.119712㎡より0.103025㎡大きい
*
さて、以上述べた、「下手な鉄砲方式」は、実際、本試験で試みられた受験生もいらっしゃるでしょう。そのうちの数割は答えに行きついたかもしれません。ただし、この方法は、分割線がY軸と平行であるという、特殊な条件の元での計算です。そうでなかったら、いちいちK・Lの求点に、交点計算をしなければならず、とても時間が掛り過ぎます。
分割線がY軸(あるいはX軸)と平行である場合で、「松尾の切片計算法」を使える受験生は、「下手な鉄砲方式」でかなり速く出来るはずですので、次回に活かしましょう。
****************************************
元々、このような方法があることは、マツヨシも知っていましたし、当ブログでも「面積分割問題03」として二方法を紹介しましたが、それらの問題が「基本問題」に見えてくるくらい、本試験の問題は、難問でした。
しかし、上級者の方は、来年度同様の問題が出れば、対応できると思います。今回、解けなかったのは相手(法務省)の出方(手の内)が解らなかったからです。本試験の土地書式は、毎年難しくなって来ました。その階段は、一段づつ上がってきたように思います。ですから、昨年に比べてやや難しくなった場合は、受験生も上級者ならば、それなりに対応出来たでしょう。
ところが、平成21年度の問題は、例年より4段も5段も階段が高くなっていて、これを目にした受験生は、よじ登ろうとはせず、「別に登り口が有るに違いない。」と考え、問題の見落としが無いかとか、見取図の見方を変えるべきかとか、いろいろ考えてしまいました。初めから、「こんな難しい問題がノーヒントで出るよ。」とわかっていたら、またそれなりの対応が出来るというものです。(しかし、その後よく考えてみたら、もう少し速い解き方がありました。「4段も5段も階段が高くなっている。」というのは大袈裟過ぎました。1段上がったのは確かですが…。)
ところで、中級以下の方は、この手の問題を何回かやったとしても、見取図をちょっといじられると、なかなか応用が効かないものです。そこで、今日発見した(ちょっと姑息な方法だけど)画期的な方法を紹介します。但し、上級者の方は、読まないでください。、 上級者の方は、あくまで正攻法で、一刀両断にバッサリと切り捨てることを目指しましょう。
ということで、以下、平成21年度本試験土地書式の別解です。
****************************************
上級者は、見てはいけない知ってはならない。目の毒、耳の毒、心の毒、見られずに気の毒。
以下の解法を「下手な鉄砲方式」と呼ぶこととします。
さて、初中級の皆様、Iの座標値(xメモリーに入れておく)と(ハ)の面積は既に「面積分割問題04」のように計算出来ていたものとします。
その先が解らなくても地積測量図を正確に完成しましょう。
基準点から隣地の地番、申請人まで、描けることはすべて完璧に描きます。K・Lの点が決定出来ませんが、三角定規を当てて、(イ)=(ロ)+(ハ)となりそうな位置に勝手に分割線をボールペンで入れてしまいます。当然、筆界点K・Lの文字も入れます。
そうしておいて、分割線KLのX座標値を定規を当てて読み取ります。(この時は、最初の作図段階の時に、二枚の三角定規を当てて、既知点の座標値から図面の用紙に点を落していた時の状態にしてから読み取る必要があることは言うまでもありません。)
マツヨシの下手な作図では、分割線KL(Y軸と平行)のX座標値は、509.30と読み取れました。(正解は509.07ですから少し違います。)
ここで、下のような表(?)を作ります。
これを書くには、少し計算用紙のスペースが必要となります。
表1
* JのX座標 (イ)-(ロ)-(ハ)
*
*
*
*
*509.30m 2.345688㎡
*
*
*
*
試験の時は、文言は一切書きません。単位も書きません。枠線も描きません。
ただし、上にも下にも空間のある紙に、509.30を書きます。
次に、この時のJの座標値を計算します。J点は、H(=a+0.57i)点の真上にあるので、Y座標値は、a+0.57iの虚部を見て、485.26となります。
暫定的なJ=509.30+485.26iとみて、fメモリーに入れます。485.26は手でいちいち打っても良いですし、a+0.57iの虚部のみを「アンス・コンジャ法」で取り出しても良いです。
fメモリーの値を使って、暫定的なLやKを求めます。求め方は、「面積分割問題04」と同じですが、下の公式のとおりです。
公式では、
E点の座標値が与えられ、
Z=t×A+(1-t)×B…(直線ABの式)の時
E点のX座標値と同じX座標値を持つ直線AB上の点のY座標値は(新♪実)で計算する。
E点のY座標値と同じY座標値を持つ直線AB上の点のX座標値は(新♪虚)で計算する。
t={Re(A-B)}^-1×Re(E-B)…(新♪実)
t={Im(A-B)}^-1×Im(E-B)…(新♪虚)
となっていました。この解法を、「松尾の切片計算法」と勝手に呼ばせてもらっています。
この問題で、Lを求める時は
J点の座標値が与えられていて、
Z=t×C+(1-t)×D…(直線CDの式)の時、
J点のX座標値と同じX座標値を持つ直線CD上の点のY座標値を問う問題であって。
t={Re(C-D)}^-1×Re(J-D)…(新♪実)
同様に、Kを求めます。
J点の座標値が与えられていて、
Z=t×B+(1-t)×C…(直線BCの式)の時、
J点のX座標値と同じX座標値を持つ直線BC上の点のY座標値を問う問題です。
t={Re(B-C)}^-1×Re(J-C)…(新♪実)
なお、「松尾の切片計算法」を何度も使用することとなりますので、
Re(C-D)=10.0000
Re(B-C)=-3.3800
の数値は、紙に控えておきましょう。
暫定的なLやKを求めたら、それらを紙に書かず、四捨五入せず、それぞれe・mメモリーに入れます。
f・e・mメモリー等を使って、まず、(イ)の面積を計算します。
(イ)=Abs[Im{0.5×Conja(f-x)×(m-x)}]
ですが、0.5×Conja(f-x)×(m-x)を計算した段階で、
=2.48+7.76i と電卓画面に表示されます。7.76が(イ)の面積を表示しています。これを紙に描かず、四捨五入せず、面積が適当な数値かどうか判断して、そのまま(ロ)の面積を計算して引きます。
ANS+0.5×Conja(m-e)×(c-e)
=2.08+6.17i と電卓画面に表示されます。6.17が(イ)-(ロ)の面積を表示しています。これを紙に描かず、四捨五入せず、面積が適当な数値かどうか判断して、そのまま(ハ)の面積((ハ)=3.825347㎡でした。)に「i 」を付けて引きます。
2.08+2.35i と電卓画面に表示されます。2.35が(イ)-(ロ)-(ハ)の面積を表示しています。これを表1に下6桁までで2.345688㎡と書きます。
ここで、目指すものは、JのX座標値を調正して、(イ)-(ロ)-(ハ)を、出来るだけ0に近づけることです。
(イ)-(ロ)-(ハ)=2.345688㎡だったということは、(イ)の部分が大きかったということでなので、分割線が高過ぎた(X座標値が大き過ぎた)ということです。
そこで、509.30mを少し小さい値にしなければなりません。どのくらい小さくすればよいかというと…。
分割線を少し下げる(X座標値を少し小さくする)ことによって、J・K・Lの点が少しずれて、J’・K’・L’となったとすると、下の図1のように台形JKK’J’の部分が(イ)から除かれ、台形KLL’K’ の部分が(ロ)に加わることになります。したがって、二つの台形の面積合計が2.345688㎡になるくらい分割線を下げれば、(イ)-(ロ)-(ハ)は0となります。
図1
J●●●●●●●●●●●●●●●●●●●K●●●●●●●●●●●●●●L
●●●●●●●●●●●●●●●●●●●○●●●●●●●●●●●●●●●●
●●●●●●●●●●●●●●●●●●○●●●●●●●●●●●●●●●●●●
J’●●●●●●●●●●●●●●●K’●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●L’
そこで、L-J=e-fを計算し、10.242500i を得たら、これが線分JLの長さですから、
2.345688㎡÷10.242500m=0.229015m
すなわち、分割線を0.23m下げればちょうどよいということになります。
ここで、時間が無い時は、下3桁目が「9」となっているので(下2桁単位なら切り上げるしか考えられないので)、0.23m下げることで、Jの座標値は確定したと見て、fメモリーに「f-0.23」の計算結果を入力して、以下、K・Lの座標値も計算し、解答用に順次書いていく方法も有ります。
しかし、ここでは、まだ時間が有ったと仮定して、少し確認計算をしてから確定することとします。
ここで、表1に、509.30m-0.23mの値を書き入れるべきですが、これを計算して書くのは面倒なので、単に「-0.23m」と書き入れます。(表2)この場合、最初の暫定値509.30mより小さくなる時は、509.30mの行より上に書き、そうでないときは、下に書きます。(全く反対でも結構です。)509.30mの行と-0.23mの行の間にも1行程度開けておきましょう。
ここで、Jの座標値はf-0.23となりますが、fメモリーの内容を変えると判りにくくなりますので、Jの座標値は(f-0.23)と表示し、計算の時もこのまま使います。
さきほどの計算で、「f」としたところを、すべて「f-0.23」として、「松尾の切片計算法」により、再度暫定的なLやKを求めたら、それらを紙に書かず、四捨五入せず、それぞれe・mメモリーに入れます。(前のe・mメモリーの内容は当然消えてしいます。)
同様な方法で、再度(イ)-(ロ)-(ハ)の面積を求めます。(面積の計算の時も以前「f」としたところを、すべて「f-0.23」として計算すること。)
0.016700㎡を得ました。これだけ0に近づけたらこれが答えに間違いないでしょう。この段階で確定したと考えても結構です。
ここで、「f-0.23」がJの座標値の答えとみて確定しました。これをfメモリーに入れ、e・mメモリーの内容を呼び出して、Rnd()で丸め再度、メモリーに入れ、K・Lの座標値の答えを解答用紙に書き、(ロ)の面積を再度計算して解答用紙に書きます。
表2
* JのX座標 (イ)-(ロ)-(ハ)
*
*
* -0.23m 0.016700㎡
*
*509.30m 2.345687㎡
*
さて、0.23という数値は「0.229015」の下3桁を四捨五入したものですが、このような数値の場合は、0.23となるのが妥当と思われます。しかし、もし「0.225115」などという数値の場合であれば、四捨五入して0.23とすべきか、0.22の方が良いのか、実際に(イ)・(ロ)の面積を計算してみないと、何とも言えません。
そのような答えが出る場合は、問題の作成が完全でないか、受験生の計算ミスが考えられます。
しかし、そのような場合のことも配慮して、厳密に検証すべき時は、どうしたら良いでしょうか。その場合、本当にJの座標値として正しいと判断出来るのかの検証は、表3のように書いて確認します。(実際は書かずに、頭の中で判断します。)
表3
* JのX座標 (イ)-(ロ)-(ハ)
*
* -0.24m 0.016700㎡より大きくなることは明白。
* -0.23m 0.016700㎡
* -0.22m 0.016700㎡より約0.10小さくなる。(Ж)
*509.30m 2.345687㎡
*
*
ここで、「-0.22m」の場合を考えてみますと、以前にL-J=e-fを計算し、
10.242500i を得ましたが、これが線分JLの長さですから、線分J’L’もほとんど同じとみて(概算ですが)J点が0.01m下がることによって、
10.242500m×0.01m=0.102425㎡の減になります。そこで、約0.10㎡の減少と見ますが、(Ж)は、約-0.08㎡となって一番0に近いとは言えないことが解ります。
この解法において、作図を正確に行い、定規で正確に数値を読み取ったので、分割線KL(Y軸と平行)のX座標値は、509.30と読み取れました。そのため、すぐに「509.30-0.23」が最適なことが解りました。つまり、下手な鉄砲ですが、509.30で一発撃って、当たらなかったので、「509.30-0.23」で二発目を撃って当たったというわけです。
しかし、もしこの数値の読み取りが、いいかげんで、508.00と読み取ってしまった場合は、どうなるでしょうか。
その場合は、暫定的にJ=508.00+485.26iとみて、fメモリーに入れます。fメモリーの値を使って、暫定的なLやKを求め、(イ)-(ロ)-(ハ)を計算して、表4を作ります。
L-J=e-fを計算し、-10.567500i を得たら、これが線分JLの長さですから、
11.180812㎡÷10.567500m=1.058038m
すなわち、分割線を1.06m上げればちょうどよいということになります。
しかし、上げる距離が1.06mもあると、誤差が結構出てしまいます。
どうして誤差が大きくなるかと言いますと、図1で、分割線を下にずらした時の、面積の変化する部分すなわち台形JLL’ J’を見てみます。この解法ではJ J’間が非常に狭いとみて、台形JLL’ J’を便宜に長方形として、計算しています。しかし実際はLL’のとがった部分が、誤差となっていて、J J’間が大きい場合はそれが無視できなくなるのです。
+1.06mの時-0.119712㎡を得ましたが、これが0に近いとは言えません。
L’-J’=e-「f+1.06」を計算し、-10.302500i を得たら、これが線分J’L’の長さですから、
0.119712㎡÷10.302500m=0.011620m
すなわち、分割線をさらに0.01m上げ、当初の508.00mより1.07m上げればちょうどよいということになります。その時、(イ)-(ロ)-(ハ)の面積は、
10.302500m×0.01m=0.103025㎡の増になります。
この時、(イ)-(ロ)-(ハ)の面積は、0に最も近いと言えるでしょう。
よってこの時、すなわち分割線が(508.00+1.07)m=509.07mの時が、最適となります。この解き方では、下手な鉄砲を三発撃ってやっと仕留めたことになります。
表4
* JのX座標 (イ)-(ロ)-(ハ)
*
*
*508.00m -11.180812㎡
* +1.06m -0.119712㎡
* +1.07m -0.119712㎡より0.103025㎡大きい
*
さて、以上述べた、「下手な鉄砲方式」は、実際、本試験で試みられた受験生もいらっしゃるでしょう。そのうちの数割は答えに行きついたかもしれません。ただし、この方法は、分割線がY軸と平行であるという、特殊な条件の元での計算です。そうでなかったら、いちいちK・Lの求点に、交点計算をしなければならず、とても時間が掛り過ぎます。
分割線がY軸(あるいはX軸)と平行である場合で、「松尾の切片計算法」を使える受験生は、「下手な鉄砲方式」でかなり速く出来るはずですので、次回に活かしましょう。
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面積分割問題04(平成21年度土地書式) [面積分割問題]
平成21年度本試験土地書式の問題の計算部分のみの解法
平成21年9月16日現在、この節の方法は、解りにくいので、参考として読むようにお願いします。「面積分割問題06」の解法が、良いようです。
【例題1】下の表1と図1において、条件「丁」を満たす場合、I・J・Lの座標値と(ロ)・(ハ)の実測面積を求めなさい。100番1の土地の分筆の見取図をあらかじめで書いておいて、その全ての辺長を書きなさい。(なお、100番1の土地は、ABICLDHAで囲まれた部分である。分筆の見取図には、(ロ)・(ハ)の部分を分筆した分割線を入れること。当ブログの問題は、定規やペンを使わず、鉛筆のフリ-ハンドで結構です。時間を計ってみましょう。)
表1
* X座標 Y座標
A +500.27 +484.69
B +506.89 +484.69
C +510.27 +495.26
D +500.27 +497.76
E +500.27 +482.76
F +514.91 +482.76
計算問題を解く上で必要の無い座標値(G・T1・T2・S1・S2)は、このブログでは省略します。見取図上でも省略します。
図1(見にくいので試験を受けた方は問題の図面をみてね)
F
* 100-2 C
* (ロ)
* J K L
* (イ)
* I 99
* B
* (ハ) 100-1
E A H D
* 市 道
条件「丁」
(1)HはAD上の点、LはCD上の点、
(2)IはBCとJHの交点、KはJLとBCの交点。
(3)FEとIHは平行で、その間隔は2.50メートル。
(4)JLとADは平行。
(5)面積は(イ)=(ロ)+(ハ)となる。
(6)I・J・Lのの座標値は、四捨五入して下2桁までで求めること。
(7)(ロ)・(ハ)の実測面積の表記は、登記申請する場合の表示の桁数までとする。
(8)簡単のため当ブログでは、地目は、登記簿上も現況もすべて宅地とする。
(注意)本試験問題では、条件(4)は「JLとS1S2が平行」となっていますが、S1・E・A・D・S2はすべてX座標値が同じなのでこのように記しました。
《解答》
「松尾の面積比・相似比分割法」
この問題では、FとEはY座標値が同じなので、線分FEはX軸に平行です。同様の事はBとAにも言えます。さらに、条件から線分IHについてもX軸に平行です。EとAとDはX座標値が同じなので、EADは一直線でありEDはY軸に平行です。さらに、条件からJとLについてもY軸に平行です。
A・B・C・Dの座標値をa・b・c・dの各メモリーに入れます。
ここで、実戦ではE・Fの座標値もe・fのメモリーに入れる場合も多いでしょう。座標値の表を見て、X(Y)座標値が同じ数値の点はX(Y)軸と平行な位置関係にあることが直ちに判るならば、E・Fの座標値をメモリーに入れる必要まではありませんが、それは結果論であって、実際問題を初めて解く時は、メモリーに入れてしまうことが多いですし、入れてから位置関係を調べた方が判り易いかもしれません。(この節では、E・Fの座標値はメモリーに入れないこととします。)
CDの延長線とIHの延長線の交点をQと置きます。
QCLDは一直線です。QJIHも同様です。
図2
* Q(←CDの延長線とIHの延長線の交点)
* a+0.57i+50
* c
* C
* (ロ)
* J K L
* f (イ) m e
I
B x
b
(ハ) 100-1
A H D
a a+0.57i d
電卓は、Fixモード下2桁で設定します。
EとAの距離は座標値を引き算して1.93メートルであることが解りますので、BAとIHの間隔は2.50-1.93=0.57メートルということが解ります。
そこで、Hの座標値はAの座標値に0.57i を加えたものとなります。これを計算して、メモリーに入れたいのですが、メモリーの節約のため入れないこととします。その代わり、Hの座標値が必要な時は、a+0.57i をその都度入力することとします。
Hは∠BADが直角なので簡単に求められました。しかし、Iを求める時は、まず∠CBAを求めます。
∠CBA=arg((a-b)÷(c-b))=107゜43′58.33″
これを紙に書いたりせず、
SIN(ANS)=0.95
ANS「X^-1」として逆数を取り1.05を得て、
これに×0.57として画面上0.60を得ます。これを紙に書いたりせず、
I=b+ANS∠arg(c-b)
=507.072271+485.260000i を得ます。
これがIの座標値です。
ここまでの、計算が良く分からない方は、セットバック問題の章を読んでみましょう。
これを解答用紙に答えとして書きます。さらにこれを精密な面積の計算のために四捨五入せずに、xメモリーに入れます。
ここで、メモリーの節約のため、xメモリーに入れずにIを
a+0.57i +6.802271
などと表す方法も有りますが、計算のたびに入力するには長いので、ここではそこまではしません。
(ハ)の面積を求めてみます。
「必勝方式」による四角形の面積の場合
=Abs[Im{0.5×Conja(左上-右下)×(右上-左下)}]…(式♀)
でしたので、
(ハ)=Abs[Im{0.5×Conja(b-(a+0.57i ))×(x-a)}]
(ハ)=3.825347㎡これを見取図に書き入れます。
なお、解答としては、Iの座標値を四捨五入した丸めた数値で面積を計算する必要がありますので、
(ハ)=Abs[Im{0.5×Conja(b-(a+0.57i ))×(Rnd(x)-a)}]
として計算します。3.8247㎡を得ますので、3.82㎡と解答に書きます。
xメモリーには丸めていない数値が入ったままとします。
ところで、
△QJLは直角三角形です。
△QHDも直角三角形です。
△QJL∽△QHDです。(証明略)
△QICの面積をS0と置きます。
△QJLの面積をS1と置きます。
△QHDの面積をS2と置きます。
計算の方針としましては、まずS0を求め、それからS1を求めます。S2も求められますので、S1とS2の面積比から、相似比を出します。次に、線分JHの長さを求め、これからJ・K・Lの座標値を求めます。面積が条件(5)に合うことを確かめるまでは、すべての座標値や辺長・角度等は、四捨五入をしない数値で計算することにします。後の計算のために、数値を紙に書き留める時は、原則として下6桁まで書くこととします。
Qの座標値は、本来「松尾の四点交点法」で求めるべきですが、この問題は、直角三角形という特殊な形ですので、それを利用してもっと簡単に求めます。
線分HD=d-(a+0.57i )=12.50
∠CDA=arg((c-d)÷(a-d))=75゜57′49.52″これを紙に書いたりせず、下のように計算すると
12.50×Tan(ANS)=50.0000000
ちょうど50になるのが作為的ですな。線分QHの距離=50となります。
したがって、Q=a+0.57i +50と表せます。(メモリーには入れません。)
したがって、S2=0.5×12.50×50.00=312.500000㎡
となります。
次に、S0を求めます。
「必勝方式」による三角形の面積
=Abs[Im{0.5×Conja(左上-下)×(右上-下)}]…(式♂)
となるので、
S0=Abs[Im{0.5×Conja(a+0.57i +50-x)×(c-x)}]
S0=215.988647㎡これを見取図に書きます。
S1=S0-(イ)+(ロ)ですが、
条件(5)より(イ)=(ロ)+(ハ)でしたので、
S1=S0-{(ロ)+(ハ)}+(ロ)=S0-(ハ)となります。
ここで(ハ)=3.825347㎡を代入して、
S1=212.163300㎡を得ます。これを見取図に書きます。
S1÷S2=212.163300÷312.500000=0.678923
これを紙に書いたりしません。
面積比が出ましたので、相似比(対応する辺長の比)を求めます。
面積比は相似比の二乗となるのでした。(ここが解らない方は質問してください。)
そこで、面積比が出たら、その平方根(の正の数)を求めればそれが相似比です。
√(S1÷S2)=√(212.163300÷312.500000)
=0.823968これを紙に書いたりせず、yメモリーに入れます。
線分QH=50でしたから、線分QIはそのy倍となり
線分QI=50y
線分IH=50-50y=8.801621となります。
J=a+0.57i +8.801621と表せますので、メモリーの節約のため、このままの表記でもかまわないのですが、いちいちこれを打つのも面倒なので、計算します。J=509.071621-485.260000i を得ます。
これを紙に書いたりせずに、四捨五入もせずにfメモリーに入れます。
J=a+0.57i +8.801621…(Jの決定式)
Jの数値を使ってK・Lの座標値を求めます。J・K・Lはすべて、X座標値が同じです。つまり、実数部分が同じですので、「直線と式」の章で扱った問題と同じ要領で解けます。
なお、線分QI=50yが解っているので、検算のため
J=Q+(50y)∠180゜を計算します。
(180゜はQ→Iの方向角、度の単位省略可。50yの部分は括弧を省略可。)
J=a+0.57i +50+50y∠180
この計算の答えが電卓画面に出たら、fメモリーと引き算して、答えが10000倍してもゼロであることを確認(これを「電卓内部検算」と呼んでいます。)します。
公式では、
E点の座標値が与えられ、
Z=t×A+(1-t)×B…(直線ABの式)の時
E点のX座標値と同じX座標値を持つ直線AB上の点のY座標値は(新♪実)で計算する。
E点のY座標値と同じY座標値を持つ直線AB上の点のX座標値は(新♪虚)で計算する。
t={Re(A-B)}^-1×Re(E-B)…(新♪実)
t={Im(A-B)}^-1×Im(E-B)…(新♪虚)
となっていました。(平成21年9月13日において「直線の式03」の節を少し改良しましたので、あしからず。)この解法を、以降「松尾の切片計算法」と勝手に呼ばせてもらいます。
この問題で、Lを求めるのは、
J点の座標値が与えられていて、
Z=t×C+(1-t)×D…(直線CDの式)の時、
J点のX座標値と同じX座標値を持つ直線CD上の点のY座標値を問う問題であって。
t={Re(C-D)}^-1×Re(J-D)…(新♪実)
となります。
ここで(新♪実)式にメモリーの数値を代入すると
t={Re(c-d)}^-1×Re(f-d)となります。
t=0.880162となり、これを(直線CDの式)に代入し、
L=509.071621-495.559595i を得ます。
これを紙に書いたりせず、四捨五入もしないでeメモリーに入れます。
なお、相似比が解っているので、線分QL=線分QD×yですが、検算のため
L=Q+線分QL∠(Q→Dの方向角)を計算します。
L=a+0.57i +50+(Abs(a+0.57i +50-d)×y)∠
arg(d-(a+0.57i +50))
何故か解りませんが(Abs(a+0.57i +50-d)×y)の部分は括弧を省略出来ません。これはたぶん電卓設計上の問題なのでしょう。但しyの前の「×」を省略すると、何故か括弧を省略出来てしまうのです。
J=a+0.57i +50+50y∠180
この計算の答えが電卓画面に出たら、fメモリーと引き算して、答えが1万倍してもゼロであることを確認(これを「電卓内部検算」と呼んでいます。)します。
次に同様の要領で、Kを求めます。
J点の座標値が与えられていて、
Z=t×B+(1-t)×C…(直線BCの式)の時、
J点のX座標値と同じX座標値を持つ直線BC上の点のY座標値を問う問題です。
t={Re(B-C)}^-1×Re(J-C)…(新♪実)
t=0.354550となり、同様の計算で、
K=509.071621-491.512407i を得ます。
これを紙に書いたりせず、四捨五入もしないでmメモリーに入れます。
Kの座標値は、相似比を用いて検算確認をすることが出来ませんので、同じ計算をもう一度やって検算しましょう。しかし、実際そんな時間的余裕はありません。e-mで、X座標値がゼロ(すなわちLとKのX座標値が同じ)になることで、検算したことにしても良いのかもしれません。
(イ)の面積を、四捨五入していない座標値を使って正確に求めます。
「必勝方式」による三角形の面積
=Abs[Im{0.5×Conja(左上-下)×(右上-下)}]…(式♂)
となるので、
(イ)=Abs[Im{0.5×Conja(f-x)×(m-x)}]
(イ)=6.250376㎡これを見取図に書きます。
同様に(ロ)の面積を、四捨五入していない座標値を使って正確に求めます。
(ロ)=Abs[Im{0.5×Conja(m-e)×(c-e)}]
(ロ)=2.425033㎡これを見取図に書きます。
(ロ)+(ハ)
=2.425033㎡+3.825347㎡
=6.250380㎡≒(イ)…ほとんど(イ)と同じとみてよいでしょう。
これで、答えは出たとみて良いのですが、まだ座標値の四捨五入が残っています。
今まで、当ブログでは、平成21年10月10日までは、このような場合、I・J・L・Kの各座標値が、x・f・e・mのメモリーに入れているので、これを呼び出してRnd(ANS)として丸めて、再度各メモリーに入れることを推奨してきました。
しかし、このような複雑な問題の場合、丸める前の数値をつぶしてしまうのは、再度正確に計算する必要が出てきた場合、対応が難しいのでよろしくありません。技術系出身の受験生と言うものは、正確なデーターを消してしまうということに心理的な抵抗感があるものです。たとえ時間が無くて、先々検算の余裕など無いのが明らかであっても、「いや、何か矛盾点が出てきた時、確認計算しなければ…。」と思うものでして、悲しい性と言っても良いでしょう。
最近発見した方法ですが、x・f・e・mのメモリーの数値は、丸める前の正確な数値のままで、丸めた数値で計算する時は、計算の都度いちいちRnd()を使って計算する方法を(大袈裟ですが)発見しました。
たとえば、辺長CLを求める場合は、(Cの座標値がcメモリー、Lの座標値がeメモリーに入っているので)Abs(c-Rnd(e))のように計算します。
したがって、面積計算は下のようになります。
(イ)=Abs[Im{0.5×Conja(Rnd(f)-Rnd(x))×(Rnd(m)-Rnd(x))}]
(ロ)=Abs[Im{0.5×Conja(Rnd(m)-Rnd(e))×(c-Rnd(e))}]
首を傾けて「滝川クリステル検算」を行いましょう。(滝川様はニュースJAPANを降板されました。)
ところで、100番1の土地を分筆した残地の面積計算が残っています。
残地=
Abs[Im{0.5×Conja(Rnd(x)-d)×(Rnd(m)-(a+0.57i ))}]
+Abs[Im{0.5×Conja(Rnd(m)-d)×(Rnd(e)-d)}]
となります。
KDで切った二つの図形の面積を計算しましたが、切り方を変えて「カステラのななめ切り検算」を行いましょう。
答
Iの座標値(507.07、485.26)
Jの座標値(509.07、485.26)
Lの座標値(509.07、495.56)
→答えの書き方はいろいろあります。
(ロ)・(ハ)は丸められた数値で、再計算したものを書きます。
(ロ)の実測面積2.43㎡(2.4300㎡)
(ハ)の実測面積3.82㎡(3.8247㎡)
残地=94.0700㎡
解答には関係有りませんが、(イ)=(ロ)+(ハ)の条件はピッタリと合いました。
(イ)の実測面積6.25㎡(6.2500㎡)
図3(辺長を示します。)
* 100-2 C
* 3.94 (ロ) 1.24
* K L
* 6.56 4.05
* 0.60 I 99
* B (イ)
*6.62 (ハ) 6.80 100-1 9.07
* A H D
* 0.57 市道 12.50
(注意)地積測量図においては、100番1の土地の分筆図面ですから、J点や△JIKで囲まれる(イ)の土地は描いてはいけません。また、100番1の土地を元地と(ロ)・(ハ)の三筆に分筆するのですから、元地を(イ)と表現するのが適当です。
この、問題の解き方の要点は、「面積比から相似比を出して、分割線の位置を決定する。」というところに有ります。この解法を、「松尾の面積比・相似比分割法」と勝手に呼ばせてもらいます。
(別の解法に挑戦)
「強引二次方程式分割法」
さて、これで計算はすべて解けたわけですが、法務省の意図した方法は、このような高度な方法ではないと思われます。おそらく、マツヨシが考えるには、二元連立・二次方程式に持ち込む方法を考えていたのではないかと推測します。(こっちの方がかえって高度だったりして…。)
下の図4は、図1の一部を拡大したものです。
H,Iの座標値は、既に求めたものとします。
この図で、線分JIの長さをpと置き、(ロ)の三角形において、C点から底辺KLに垂線を下ろしその足をTと置き、線分CLの長さをqと置きます。すなわち、(イ)・(ロ)の三角形の高さをそれぞれp、qと置いたと考えてください。この時、
p+q=一定(=γと置く)
=γ=Re(C-I)=3.197729…(式p+q)
∠CKL=α、∠CLK=βと置くと、
∠CKL=α=(線分BCと線分ADの延長のなす角)
=arg((d-a)÷(c-b))
↑あるいは、90°-arg(c-b)としても可
=17゜43′58.33″…(α角)見取図に書きます。
∠CLK=β=∠CDA=arg((c-d)÷(a-d))
=75゜57′49.52″…(β角)見取図に書きます。
図4
*↑ C
*
*q
* (ロ)
*↓
* J K T L
*↑
* (イ)
*p
*
*↓ I
(イ)=(ロ)+(ハ)より
△JKI=△CKL+(ハ)
△JKI=△CKT+△CTL+(ハ)
0.5p×(p÷Tan(α))
=0.5q×(q÷Tan(α))+0.5q×(q÷Tan(β))+(ハ)
両辺二倍して整理すると、
p^2(1/Tan(α))
=q^2(1/Tan(α)+1/Tan(β))+2×(ハ)…(式TAN)
(平成21年9月13日「2×」を落していました。)
ここで、今まで使用していた電卓を犬電卓と呼び、まだ使用していなかった電卓を猫電卓と呼ぶことにします。
これら、二元連立・二次方程式を猫電卓で解くことにします。
もう少しして、計算の目途が付いたら、
1/Tan(α)の数値を計算して、猫電卓のeメモリーに入れる。
1/Tan(β)の数値を計算して、猫電卓のfメモリーに入れる。
予定です。
そこで、(式TAN)において、e・fを使って表した上で、(式p+q)と連立させて整理すると、
e×p^2=(γ-p)^2(e+f)+2×(ハ)㎡
0=fp^2-2γ(e+f)p+γ^2(e+f)+2×3.825347㎡…(pの二次)
(↑平成21年9月13日、展開した式にいくつか間違いが有りました。)
この二次方程式を解くことが可能となった様子ですので、猫電卓に、下の操作をします。
見取図に書いた(α角)の数値を読み取って猫電卓に入力し、1/Tan(α)の数値を計算して、猫電卓のeメモリーに入れる。
見取図に書いた(β角)の数値を読み取って猫電卓に入力し、1/Tan(β)の数値を計算して、猫電卓のfメモリーに入れる。
(pの二次)の式は、AX^2+BX+C=0の形とみて、各係数A・B・Cを決定し、これを、二次方程式の根の公式に代入することとします。
二次方程式の根(-B±√(B^2-4AC))/2A…(根の公式)
具体的には、
猫電卓のfメモリーの値を猫電卓のaメモリーに入れます。
猫電卓のf・eメモリーとγ=3.197729の値を使って、-2γ(e+f)を計算し、猫電卓のbメモリーに入れます。
γ^2(e+f)+2×3.825347の値を猫電卓のcメモリーに入れます。
猫電卓のa・b・cメモリーを使って、(根の公式)を計算します。
無縁根が有りますので、2根のうち一方は捨てます。
根の公式の「±」において、「+」の時
p=84.396093となって不適
「-」の時
p=1.999351を得ます。
****************************************
上級者のみ、入場のこと。
二次方程式の根の公式において、
AX^2+2B’X+C=0の形のときは、
二次方程式の根(-B’±√(B’^2-AC))/Aという公式も有りますが、この問題の場合、まさにこの公式で計算できます。しかし、オール電卓で計算しますので、メリットは少なく、あまりテクニックに走るのは危険かもしれません。
****************************************
さて、pが出ました。
J点は、I点をX軸の正の方向に+pだけ移動した点ですから、
J=I+p
J=x+1.999351
これを計算して、答えを紙に書かず、四捨五入せずにfメモリーに入れます。
あとの解き方は、全く同じです。
この解法は、いきなり二次方程式の係数を計算し、これらを使って、強引に根の公式に持ち込むので、「強引二次方程式分割法」と勝手に呼ばせてもらっています。
平成21年9月16日現在、この節の方法は、解りにくいので、参考として読むようにお願いします。「面積分割問題06」の解法が、良いようです。
【例題1】下の表1と図1において、条件「丁」を満たす場合、I・J・Lの座標値と(ロ)・(ハ)の実測面積を求めなさい。100番1の土地の分筆の見取図をあらかじめで書いておいて、その全ての辺長を書きなさい。(なお、100番1の土地は、ABICLDHAで囲まれた部分である。分筆の見取図には、(ロ)・(ハ)の部分を分筆した分割線を入れること。当ブログの問題は、定規やペンを使わず、鉛筆のフリ-ハンドで結構です。時間を計ってみましょう。)
表1
* X座標 Y座標
A +500.27 +484.69
B +506.89 +484.69
C +510.27 +495.26
D +500.27 +497.76
E +500.27 +482.76
F +514.91 +482.76
計算問題を解く上で必要の無い座標値(G・T1・T2・S1・S2)は、このブログでは省略します。見取図上でも省略します。
図1(見にくいので試験を受けた方は問題の図面をみてね)
F
* 100-2 C
* (ロ)
* J K L
* (イ)
* I 99
* B
* (ハ) 100-1
E A H D
* 市 道
条件「丁」
(1)HはAD上の点、LはCD上の点、
(2)IはBCとJHの交点、KはJLとBCの交点。
(3)FEとIHは平行で、その間隔は2.50メートル。
(4)JLとADは平行。
(5)面積は(イ)=(ロ)+(ハ)となる。
(6)I・J・Lのの座標値は、四捨五入して下2桁までで求めること。
(7)(ロ)・(ハ)の実測面積の表記は、登記申請する場合の表示の桁数までとする。
(8)簡単のため当ブログでは、地目は、登記簿上も現況もすべて宅地とする。
(注意)本試験問題では、条件(4)は「JLとS1S2が平行」となっていますが、S1・E・A・D・S2はすべてX座標値が同じなのでこのように記しました。
《解答》
「松尾の面積比・相似比分割法」
この問題では、FとEはY座標値が同じなので、線分FEはX軸に平行です。同様の事はBとAにも言えます。さらに、条件から線分IHについてもX軸に平行です。EとAとDはX座標値が同じなので、EADは一直線でありEDはY軸に平行です。さらに、条件からJとLについてもY軸に平行です。
A・B・C・Dの座標値をa・b・c・dの各メモリーに入れます。
ここで、実戦ではE・Fの座標値もe・fのメモリーに入れる場合も多いでしょう。座標値の表を見て、X(Y)座標値が同じ数値の点はX(Y)軸と平行な位置関係にあることが直ちに判るならば、E・Fの座標値をメモリーに入れる必要まではありませんが、それは結果論であって、実際問題を初めて解く時は、メモリーに入れてしまうことが多いですし、入れてから位置関係を調べた方が判り易いかもしれません。(この節では、E・Fの座標値はメモリーに入れないこととします。)
CDの延長線とIHの延長線の交点をQと置きます。
QCLDは一直線です。QJIHも同様です。
図2
* Q(←CDの延長線とIHの延長線の交点)
* a+0.57i+50
* c
* C
* (ロ)
* J K L
* f (イ) m e
I
B x
b
(ハ) 100-1
A H D
a a+0.57i d
電卓は、Fixモード下2桁で設定します。
EとAの距離は座標値を引き算して1.93メートルであることが解りますので、BAとIHの間隔は2.50-1.93=0.57メートルということが解ります。
そこで、Hの座標値はAの座標値に0.57i を加えたものとなります。これを計算して、メモリーに入れたいのですが、メモリーの節約のため入れないこととします。その代わり、Hの座標値が必要な時は、a+0.57i をその都度入力することとします。
Hは∠BADが直角なので簡単に求められました。しかし、Iを求める時は、まず∠CBAを求めます。
∠CBA=arg((a-b)÷(c-b))=107゜43′58.33″
これを紙に書いたりせず、
SIN(ANS)=0.95
ANS「X^-1」として逆数を取り1.05を得て、
これに×0.57として画面上0.60を得ます。これを紙に書いたりせず、
I=b+ANS∠arg(c-b)
=507.072271+485.260000i を得ます。
これがIの座標値です。
ここまでの、計算が良く分からない方は、セットバック問題の章を読んでみましょう。
これを解答用紙に答えとして書きます。さらにこれを精密な面積の計算のために四捨五入せずに、xメモリーに入れます。
ここで、メモリーの節約のため、xメモリーに入れずにIを
a+0.57i +6.802271
などと表す方法も有りますが、計算のたびに入力するには長いので、ここではそこまではしません。
(ハ)の面積を求めてみます。
「必勝方式」による四角形の面積の場合
=Abs[Im{0.5×Conja(左上-右下)×(右上-左下)}]…(式♀)
でしたので、
(ハ)=Abs[Im{0.5×Conja(b-(a+0.57i ))×(x-a)}]
(ハ)=3.825347㎡これを見取図に書き入れます。
なお、解答としては、Iの座標値を四捨五入した丸めた数値で面積を計算する必要がありますので、
(ハ)=Abs[Im{0.5×Conja(b-(a+0.57i ))×(Rnd(x)-a)}]
として計算します。3.8247㎡を得ますので、3.82㎡と解答に書きます。
xメモリーには丸めていない数値が入ったままとします。
ところで、
△QJLは直角三角形です。
△QHDも直角三角形です。
△QJL∽△QHDです。(証明略)
△QICの面積をS0と置きます。
△QJLの面積をS1と置きます。
△QHDの面積をS2と置きます。
計算の方針としましては、まずS0を求め、それからS1を求めます。S2も求められますので、S1とS2の面積比から、相似比を出します。次に、線分JHの長さを求め、これからJ・K・Lの座標値を求めます。面積が条件(5)に合うことを確かめるまでは、すべての座標値や辺長・角度等は、四捨五入をしない数値で計算することにします。後の計算のために、数値を紙に書き留める時は、原則として下6桁まで書くこととします。
Qの座標値は、本来「松尾の四点交点法」で求めるべきですが、この問題は、直角三角形という特殊な形ですので、それを利用してもっと簡単に求めます。
線分HD=d-(a+0.57i )=12.50
∠CDA=arg((c-d)÷(a-d))=75゜57′49.52″これを紙に書いたりせず、下のように計算すると
12.50×Tan(ANS)=50.0000000
ちょうど50になるのが作為的ですな。線分QHの距離=50となります。
したがって、Q=a+0.57i +50と表せます。(メモリーには入れません。)
したがって、S2=0.5×12.50×50.00=312.500000㎡
となります。
次に、S0を求めます。
「必勝方式」による三角形の面積
=Abs[Im{0.5×Conja(左上-下)×(右上-下)}]…(式♂)
となるので、
S0=Abs[Im{0.5×Conja(a+0.57i +50-x)×(c-x)}]
S0=215.988647㎡これを見取図に書きます。
S1=S0-(イ)+(ロ)ですが、
条件(5)より(イ)=(ロ)+(ハ)でしたので、
S1=S0-{(ロ)+(ハ)}+(ロ)=S0-(ハ)となります。
ここで(ハ)=3.825347㎡を代入して、
S1=212.163300㎡を得ます。これを見取図に書きます。
S1÷S2=212.163300÷312.500000=0.678923
これを紙に書いたりしません。
面積比が出ましたので、相似比(対応する辺長の比)を求めます。
面積比は相似比の二乗となるのでした。(ここが解らない方は質問してください。)
そこで、面積比が出たら、その平方根(の正の数)を求めればそれが相似比です。
√(S1÷S2)=√(212.163300÷312.500000)
=0.823968これを紙に書いたりせず、yメモリーに入れます。
線分QH=50でしたから、線分QIはそのy倍となり
線分QI=50y
線分IH=50-50y=8.801621となります。
J=a+0.57i +8.801621と表せますので、メモリーの節約のため、このままの表記でもかまわないのですが、いちいちこれを打つのも面倒なので、計算します。J=509.071621-485.260000i を得ます。
これを紙に書いたりせずに、四捨五入もせずにfメモリーに入れます。
J=a+0.57i +8.801621…(Jの決定式)
Jの数値を使ってK・Lの座標値を求めます。J・K・Lはすべて、X座標値が同じです。つまり、実数部分が同じですので、「直線と式」の章で扱った問題と同じ要領で解けます。
なお、線分QI=50yが解っているので、検算のため
J=Q+(50y)∠180゜を計算します。
(180゜はQ→Iの方向角、度の単位省略可。50yの部分は括弧を省略可。)
J=a+0.57i +50+50y∠180
この計算の答えが電卓画面に出たら、fメモリーと引き算して、答えが10000倍してもゼロであることを確認(これを「電卓内部検算」と呼んでいます。)します。
公式では、
E点の座標値が与えられ、
Z=t×A+(1-t)×B…(直線ABの式)の時
E点のX座標値と同じX座標値を持つ直線AB上の点のY座標値は(新♪実)で計算する。
E点のY座標値と同じY座標値を持つ直線AB上の点のX座標値は(新♪虚)で計算する。
t={Re(A-B)}^-1×Re(E-B)…(新♪実)
t={Im(A-B)}^-1×Im(E-B)…(新♪虚)
となっていました。(平成21年9月13日において「直線の式03」の節を少し改良しましたので、あしからず。)この解法を、以降「松尾の切片計算法」と勝手に呼ばせてもらいます。
この問題で、Lを求めるのは、
J点の座標値が与えられていて、
Z=t×C+(1-t)×D…(直線CDの式)の時、
J点のX座標値と同じX座標値を持つ直線CD上の点のY座標値を問う問題であって。
t={Re(C-D)}^-1×Re(J-D)…(新♪実)
となります。
ここで(新♪実)式にメモリーの数値を代入すると
t={Re(c-d)}^-1×Re(f-d)となります。
t=0.880162となり、これを(直線CDの式)に代入し、
L=509.071621-495.559595i を得ます。
これを紙に書いたりせず、四捨五入もしないでeメモリーに入れます。
なお、相似比が解っているので、線分QL=線分QD×yですが、検算のため
L=Q+線分QL∠(Q→Dの方向角)を計算します。
L=a+0.57i +50+(Abs(a+0.57i +50-d)×y)∠
arg(d-(a+0.57i +50))
何故か解りませんが(Abs(a+0.57i +50-d)×y)の部分は括弧を省略出来ません。これはたぶん電卓設計上の問題なのでしょう。但しyの前の「×」を省略すると、何故か括弧を省略出来てしまうのです。
J=a+0.57i +50+50y∠180
この計算の答えが電卓画面に出たら、fメモリーと引き算して、答えが1万倍してもゼロであることを確認(これを「電卓内部検算」と呼んでいます。)します。
次に同様の要領で、Kを求めます。
J点の座標値が与えられていて、
Z=t×B+(1-t)×C…(直線BCの式)の時、
J点のX座標値と同じX座標値を持つ直線BC上の点のY座標値を問う問題です。
t={Re(B-C)}^-1×Re(J-C)…(新♪実)
t=0.354550となり、同様の計算で、
K=509.071621-491.512407i を得ます。
これを紙に書いたりせず、四捨五入もしないでmメモリーに入れます。
Kの座標値は、相似比を用いて検算確認をすることが出来ませんので、同じ計算をもう一度やって検算しましょう。しかし、実際そんな時間的余裕はありません。e-mで、X座標値がゼロ(すなわちLとKのX座標値が同じ)になることで、検算したことにしても良いのかもしれません。
(イ)の面積を、四捨五入していない座標値を使って正確に求めます。
「必勝方式」による三角形の面積
=Abs[Im{0.5×Conja(左上-下)×(右上-下)}]…(式♂)
となるので、
(イ)=Abs[Im{0.5×Conja(f-x)×(m-x)}]
(イ)=6.250376㎡これを見取図に書きます。
同様に(ロ)の面積を、四捨五入していない座標値を使って正確に求めます。
(ロ)=Abs[Im{0.5×Conja(m-e)×(c-e)}]
(ロ)=2.425033㎡これを見取図に書きます。
(ロ)+(ハ)
=2.425033㎡+3.825347㎡
=6.250380㎡≒(イ)…ほとんど(イ)と同じとみてよいでしょう。
これで、答えは出たとみて良いのですが、まだ座標値の四捨五入が残っています。
今まで、当ブログでは、平成21年10月10日までは、このような場合、I・J・L・Kの各座標値が、x・f・e・mのメモリーに入れているので、これを呼び出してRnd(ANS)として丸めて、再度各メモリーに入れることを推奨してきました。
しかし、このような複雑な問題の場合、丸める前の数値をつぶしてしまうのは、再度正確に計算する必要が出てきた場合、対応が難しいのでよろしくありません。技術系出身の受験生と言うものは、正確なデーターを消してしまうということに心理的な抵抗感があるものです。たとえ時間が無くて、先々検算の余裕など無いのが明らかであっても、「いや、何か矛盾点が出てきた時、確認計算しなければ…。」と思うものでして、悲しい性と言っても良いでしょう。
最近発見した方法ですが、x・f・e・mのメモリーの数値は、丸める前の正確な数値のままで、丸めた数値で計算する時は、計算の都度いちいちRnd()を使って計算する方法を(大袈裟ですが)発見しました。
たとえば、辺長CLを求める場合は、(Cの座標値がcメモリー、Lの座標値がeメモリーに入っているので)Abs(c-Rnd(e))のように計算します。
したがって、面積計算は下のようになります。
(イ)=Abs[Im{0.5×Conja(Rnd(f)-Rnd(x))×(Rnd(m)-Rnd(x))}]
(ロ)=Abs[Im{0.5×Conja(Rnd(m)-Rnd(e))×(c-Rnd(e))}]
首を傾けて「滝川クリステル検算」を行いましょう。(滝川様はニュースJAPANを降板されました。)
ところで、100番1の土地を分筆した残地の面積計算が残っています。
残地=
Abs[Im{0.5×Conja(Rnd(x)-d)×(Rnd(m)-(a+0.57i ))}]
+Abs[Im{0.5×Conja(Rnd(m)-d)×(Rnd(e)-d)}]
となります。
KDで切った二つの図形の面積を計算しましたが、切り方を変えて「カステラのななめ切り検算」を行いましょう。
答
Iの座標値(507.07、485.26)
Jの座標値(509.07、485.26)
Lの座標値(509.07、495.56)
→答えの書き方はいろいろあります。
(ロ)・(ハ)は丸められた数値で、再計算したものを書きます。
(ロ)の実測面積2.43㎡(2.4300㎡)
(ハ)の実測面積3.82㎡(3.8247㎡)
残地=94.0700㎡
解答には関係有りませんが、(イ)=(ロ)+(ハ)の条件はピッタリと合いました。
(イ)の実測面積6.25㎡(6.2500㎡)
図3(辺長を示します。)
* 100-2 C
* 3.94 (ロ) 1.24
* K L
* 6.56 4.05
* 0.60 I 99
* B (イ)
*6.62 (ハ) 6.80 100-1 9.07
* A H D
* 0.57 市道 12.50
(注意)地積測量図においては、100番1の土地の分筆図面ですから、J点や△JIKで囲まれる(イ)の土地は描いてはいけません。また、100番1の土地を元地と(ロ)・(ハ)の三筆に分筆するのですから、元地を(イ)と表現するのが適当です。
この、問題の解き方の要点は、「面積比から相似比を出して、分割線の位置を決定する。」というところに有ります。この解法を、「松尾の面積比・相似比分割法」と勝手に呼ばせてもらいます。
(別の解法に挑戦)
「強引二次方程式分割法」
さて、これで計算はすべて解けたわけですが、法務省の意図した方法は、このような高度な方法ではないと思われます。おそらく、マツヨシが考えるには、二元連立・二次方程式に持ち込む方法を考えていたのではないかと推測します。(こっちの方がかえって高度だったりして…。)
下の図4は、図1の一部を拡大したものです。
H,Iの座標値は、既に求めたものとします。
この図で、線分JIの長さをpと置き、(ロ)の三角形において、C点から底辺KLに垂線を下ろしその足をTと置き、線分CLの長さをqと置きます。すなわち、(イ)・(ロ)の三角形の高さをそれぞれp、qと置いたと考えてください。この時、
p+q=一定(=γと置く)
=γ=Re(C-I)=3.197729…(式p+q)
∠CKL=α、∠CLK=βと置くと、
∠CKL=α=(線分BCと線分ADの延長のなす角)
=arg((d-a)÷(c-b))
↑あるいは、90°-arg(c-b)としても可
=17゜43′58.33″…(α角)見取図に書きます。
∠CLK=β=∠CDA=arg((c-d)÷(a-d))
=75゜57′49.52″…(β角)見取図に書きます。
図4
*↑ C
*
*q
* (ロ)
*↓
* J K T L
*↑
* (イ)
*p
*
*↓ I
(イ)=(ロ)+(ハ)より
△JKI=△CKL+(ハ)
△JKI=△CKT+△CTL+(ハ)
0.5p×(p÷Tan(α))
=0.5q×(q÷Tan(α))+0.5q×(q÷Tan(β))+(ハ)
両辺二倍して整理すると、
p^2(1/Tan(α))
=q^2(1/Tan(α)+1/Tan(β))+2×(ハ)…(式TAN)
(平成21年9月13日「2×」を落していました。)
ここで、今まで使用していた電卓を犬電卓と呼び、まだ使用していなかった電卓を猫電卓と呼ぶことにします。
これら、二元連立・二次方程式を猫電卓で解くことにします。
もう少しして、計算の目途が付いたら、
1/Tan(α)の数値を計算して、猫電卓のeメモリーに入れる。
1/Tan(β)の数値を計算して、猫電卓のfメモリーに入れる。
予定です。
そこで、(式TAN)において、e・fを使って表した上で、(式p+q)と連立させて整理すると、
e×p^2=(γ-p)^2(e+f)+2×(ハ)㎡
0=fp^2-2γ(e+f)p+γ^2(e+f)+2×3.825347㎡…(pの二次)
(↑平成21年9月13日、展開した式にいくつか間違いが有りました。)
この二次方程式を解くことが可能となった様子ですので、猫電卓に、下の操作をします。
見取図に書いた(α角)の数値を読み取って猫電卓に入力し、1/Tan(α)の数値を計算して、猫電卓のeメモリーに入れる。
見取図に書いた(β角)の数値を読み取って猫電卓に入力し、1/Tan(β)の数値を計算して、猫電卓のfメモリーに入れる。
(pの二次)の式は、AX^2+BX+C=0の形とみて、各係数A・B・Cを決定し、これを、二次方程式の根の公式に代入することとします。
二次方程式の根(-B±√(B^2-4AC))/2A…(根の公式)
具体的には、
猫電卓のfメモリーの値を猫電卓のaメモリーに入れます。
猫電卓のf・eメモリーとγ=3.197729の値を使って、-2γ(e+f)を計算し、猫電卓のbメモリーに入れます。
γ^2(e+f)+2×3.825347の値を猫電卓のcメモリーに入れます。
猫電卓のa・b・cメモリーを使って、(根の公式)を計算します。
無縁根が有りますので、2根のうち一方は捨てます。
根の公式の「±」において、「+」の時
p=84.396093となって不適
「-」の時
p=1.999351を得ます。
****************************************
上級者のみ、入場のこと。
二次方程式の根の公式において、
AX^2+2B’X+C=0の形のときは、
二次方程式の根(-B’±√(B’^2-AC))/Aという公式も有りますが、この問題の場合、まさにこの公式で計算できます。しかし、オール電卓で計算しますので、メリットは少なく、あまりテクニックに走るのは危険かもしれません。
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さて、pが出ました。
J点は、I点をX軸の正の方向に+pだけ移動した点ですから、
J=I+p
J=x+1.999351
これを計算して、答えを紙に書かず、四捨五入せずにfメモリーに入れます。
あとの解き方は、全く同じです。
この解法は、いきなり二次方程式の係数を計算し、これらを使って、強引に根の公式に持ち込むので、「強引二次方程式分割法」と勝手に呼ばせてもらっています。
面積分割問題03 [面積分割問題]

今回紹介する面積分割問題は、「面積指定平行線分割問題」とでも表現すべきでしょうか。
土地を分筆する場合において、その土地の一辺と平行な線で分筆し、しかも分筆後の一方の土地の面積が何㎡と指定されているという超難解な問題です。今まで、本試験はおろか答練ですら出たことが有りません。しかし、年々問題が難解になっていく中、このような問題が出ないとは限りませんので、対策として紹介しておきます。なおこれに類する問題が、記憶では平成18年の包○学院の答練に出たことが有ります、但し、その時は分筆前の土地の左右二辺が平行線(分割線を入れると三辺が平行)という特殊な条件下であり、しかも解き方の導入がこまごまと小問題として出してありました。受験生にとって、この「解き方の導入のための式の穴埋め問題」というのが、時間がない中非常に厄介な問題であります。
このような問題を答練で出題される場合には、解き方が難しいので、長々と導入部が有ると予想されますが、マツヨシの紹介する方法なら、その問題の作成者の意図する方法が判らなくても、とりあえず答えに行き着くことができそうです。それで、最終の答えに行き着いてから、「解き方の導入のための式の穴埋め問題」を埋めて行けば良いのではないでしょうか。また、ここで紹介する解法は、分筆前の土地の形状に、特殊な条件(例えば平行線や直角の部分が有るなど)の基での解法ではなく、一般の四角形で計算出来るのが特徴です。
【例題1】
次のABCDAで囲まれた宅地を、一部売却のため、BCと並行な直線で二筆の土地に分筆することとした。分割する直線とABとの交点をE、分割する直線とCDとの交点をFとする。E及びFの座標値と、そのときの分筆された(イ)・(ロ)の実測面積を求めよ。また、面積の表記は、登記申請する場合の表示の桁数までとする。ただし下の(条件)をすべて満たすこと。
さらに、フリーハンドで略図を描き、筆界点の名称を入れ、全ての辺長を記入せよ。(図は正確でなくてよい。問題文を読んだ上で略図を描き上げた時点から、計算して答えを紙に書くまでの時間を計ってみましょう。なお、解き方も読まずに自分で解ける人はまずいませんので、出来なくても心配しないでください。)
(条件)
①分筆した、北西側を(イ)、南東側を(ロ)とする。
②地目については一切変更はない。
③(ロ)の面積を119㎡とすることで買主と合意した。
④E・Fの座標値は、四捨五入して下2桁まで求めること。
⑤四捨五入したE・Fの各座標値を使って面積を計算すること。
⑥(イ)・(ロ)の実測面積の表記は、登記申請する場合の表示の桁数までとする。
⑦(イ)・(ロ)の面積については、条件より±0.03㎡までの誤差があっても正解とする。
表1
* X座標 Y座標
A -412.94 -183.20
B -412.68 -169.32
C -430.51 -175.31
D -422.31 -189.25
図1
* A E B
*
* (イ) (ロ)
* D
*
* F
*
* C
*
《解答》
この問題は、計算が出来ないと地積測量図が描けないという恐ろしい問題です。しかし、とりあえず、分割線以外は描けますので、分割線抜きの地積測量図を、計算の前に描きます。分割線の存在しそうなところに適当にE・Fの文字を入れておきます。後で、分割線が引けた時、E・Fの文字が離れていたら、矢印で引っ張るだけです。全く計算が出来なくて試験が終了しそうな時も、適当にBCと平行な線を入れて形を作りましょう。
また、(ロ)は台形なのですから、面積は0.5(上底+下底)×高さとなりますので、とりあえず平行線を一本鉛筆で引いてみて、その時の台形の高さとEFの長さを地積測量図上で定規で測って、面積を計算してみます。それが条件より小さかったら大きめに作成するし、逆なら逆にするだけで、判らなくても地積測量図だけは何とか出来ないこともないでしょう。
A・B・C・Dの座標値をa・b・c・dの各メモリーに入れます。
ABの延長線とCDの延長線の交点をGと置きます。
図2
アルファベットの小文字は、メモリー名(予定含む)を表します。
*G A E B
*m a e b
* (イ) (ロ)
* D
* d
* F
* f
* C
* c
G点を「松尾の四点交点法」で求めます。
「松尾の四点交点法」の式は、次のとおりでした。
Z=t×A+(1-t)×B…(直線ABの式)
Z=s×C+(1-s)×D…(直線CDの式)
**** Im{Conja(D-B)(C-D)}
t= ━━━━━━━━━━━━━━━━━━ …(式t)
**** Im{Conja(A-B)(C-D)}
**** Im{Conja(A-B)(B-D)}
s= ━━━━━━━━━━━━━━━━━━ …(式s)
**** Im{Conja(A-B)(C-D)}
図3(「松尾の四点交点法」前提となる位置関係)
****椎
****┃
英---╋---美
****┃
****泥
A→英、B→美、C→椎、D→泥と当てています。
図4交点と直線の位置関係
****泥d
****┃
英---╋---美b
****┃ 英はa
****椎c
Z=t×a+(1-t)×b…(直線ABの式より)
Z=s×d+(1-s)×c…(直線CDの式より)
**** Im{Conja(c-b)(d-c)}
t= ━━━━━━━━━━━━━━━━━ …(式tより)
**** Im{Conja(a-b)(d-c)}
**** Im{Conja(a-b)(b-c)}
s= ━━━━━━━━━━━━━━━━━ …(式sより)
**** Im{Conja(a-b)(d-c)}
以前は、分母の値117.4404を紙に書くことを奨励していましたが、新型fx-***ES(「***」には993が入る。)が出てからは、メモリーも増えたこともあるので、分母の逆数をxメモリーなどに入れて置くのが良いようです。その場合、分母が電卓に117.44と表示(Fixモード下2桁)された時に、「X^-1」キーを押して、答えが出たらxメモリーに入れ、一旦「式t」を計算の後、「式s」を計算する時に、x×Conja(a-b)(b-c)と計算し、sが出ます。(「×」は省略可)
G=-413.34-204.50i を得ます。これを丸めずにmメモリーに入れます。
ここで、下2桁を丸めないことがミソとなりますので、ご注意ください。
次に、三角形BGCの面積を求めます。
ここで、読者の皆様は、疑問に思われるでしょう。なぜなら巨大な三角形BGCは、良く見ると、辺BGや辺GCの途中に筆界点A・Dなどがあり、正確な三角形とは言えないかもしれないからです。しかし、その心配は要りません。G点の座標値を全く丸めていないので、G点は、辺ABと辺DCを正確に延長した交点となっているから、GABやGDCは、数学的にも完全な直線になっていると考えられるからです。
「松尾の求積法」の「必勝方式」による三角形の面積
=Abs[Im{0.5×Conja(左上-下)×(右上-下)}]…(式♂)
となりますので、
三角形BGCの面積
=Abs[Im{0.5×Conja(m-c)×(b-c)}]
=311.66…これをyメモリーに入れます。
なお、メモリーに入れるときは、電卓画面が65.65+311.66i のようになっている時ではなく、虚部の311.66…のみが表示されている状態の時に、メモリーに入れてください。)
したがって
試しに三角形EGFの面積を計算してみると
=311.66-119.00(=ロの面積)
=192.66となります。
(これは、読者の皆様の理解を助けるための計算であって、試験の時はこのような計算はしません。いきなり(┓)を計算します。)
三角形BGCの面積:三角形EGFの面積の比が判りましたので、相似比(辺の長さの比)はその平方根(の正の値)となります。
(平成21年5月24日まで、↓の式の0.79のところを間違っていました。)
√((y-119)÷y)=0.79…(┓)これを丸めたりせずにxメモリーに入れます。
受験生にとって、√キーを押すことは稀なので、間違ってSHIFTキーを押してから√キーを押すと、平方根(の正の値)を取るつもりが三乗根をとってしまう場合があります。その際、電卓の向きによっては光の当たり方で、三乗根を意味する「3√」の記号の「3」の数字が良く見えないことがあり、検算でも気が付かないことがありますのでご注意ください。
(平成21年5月24日まで、↓の式のAbs(b-m)のところを間違っていました。)
E=m+(Abs(b-m)×x)∠arg(b-m)
F=m+(Abs(c-m)×x)∠arg(c-m)
(「×」は省略可、(Abs(a-m)×x)の外側の括弧は省略可。)
E=-412.82-176.84i
下3桁が四捨五入し易い数値かどうか確認します。確認後、下2桁までで丸めてeメモリーに入れます。
F=-426.84-181.55i
下3桁が四捨五入し易い数値かどうか確認します。確認後、下2桁までで丸めてfメモリーに入れます。
EFとBCが平行であることは、地積測量図を書いた時に確認します。
次に(イ)・(ロ)の面積を計算します。
「松尾の求積法」の「必勝方式」による四角形の面積
=Abs[Im{0.5×Conja(左上-右下)×(右上-左下)}]…(式♀)
でしたので、
(ロ)の面積が条件どおりか気になるので、先に計算します。
(ロ)四角形EBCF
=Abs[Im{0.5×Conja(e-c)×(b-f)}]
=119.00675㎡
(イ)四角形AEFD
=Abs[Im{0.5×Conja(a-f)×(e-d)}]
=94.07875㎡
(イ)+(ロ)=213.0855㎡
四角形ABCD(AEBやDFCを直線と考えた時の面積)
=Abs[Im{0.5×Conja(a-c)×(b-d)}]
=213.0754㎡
EやFの座標値を丸めた関係で、正確には合いませんが、だいたい有っているのでOKとします。
試験の時は時間が有りませんので、このような確認でも良いかと考えます。(時間がない時は、これを全く確認しないのもアリですな。)
正確に検算をする時は、「カステラのななめ切り検算」で、四角形AEBFと三角形BCF・三角形AFDの面積の合計を計算します。
四角形AEBF
=Abs[Im{0.5×Conja(e-f)×(b-a)}]
三角形BCF
=Abs[Im{0.5×Conja(f-c)×(b-c)}]
三角形AFD
=Abs[Im{0.5×Conja(a-d)×(f-d)}]
以上合計で213.0855㎡になりますので、確認できました。
答
* X座標 Y座標
E -412.82 -176.84
F -426.84 -181.55
(座標値の書き方はいろいろあります。)
(イ)の実測面積 94.07㎡
(ロ)の実測面積119.00㎡
(ロとイを入れ替えて書かないように。)
平成21年9月15日追伸
この、問題の解き方の要点は、「面積比から相似比を出して、分割線の位置を決定する。」というところに有ります。平成21年度本試験でも、これの応用ともいえる問題が出ましたので、以後、この手の解法を何度も取り上げる必要があります。そこで、この解法を、「松尾の面積比・相似比分割法」と勝手に呼ばせてもらいます。
図5
* A 6.36 E 7.52 B
*
* 11.15 (イ) (ロ)
* 14.79 18.81
* D
* 8.93
* F
* 7.24
* C
(何と平成21年8月28日までこの図の辺長ADとBCを間違っていました。)
ああこれも、作成の時間が掛る問題でした。
後で、マツヨシも時間を計ってやってみます。
…やってみましたぜ。ABCDのデーターの入力に45秒、EFの座標値、(イ)(ロ)の面積、各辺長を紙に書いて、10分43秒、合計11分28秒です。勿論すべて検算しています。「カステラのななめ切り検算」・EFの方向角の確認もしていますし、三角形の相似比の計算など検算のしにくい部分はすべて二度計算しています。ただし、問題文を読んだり、やり方を思い出したりする時間は入れてません。
****************************************
上級者以外、見てはいけない知ってはならない。
なお、この問題を、正攻法で解くなら、台形EBCFにおいて、高さをhと置き、台形の面積=119㎡をhで表します。そして、二次方程式を作って、hを出します。
台形EBCF=0.5(EF+BC)×h=119
=0.5(BC-(h×Cot(∠ABC)+h×Cot(∠DCB))+BC)×h
=119
(Cot(∠ABC)+Cot(∠DCB))h^2-BC×h+119×2=0
いやあ、これを解く気がしませんなあ。
でも、解いちゃった。h=7.083771…で、これからEB=7.521478…と出て、Eが算出出来ます。これを解くコツは、いろいろ式をいじらず、いきなり二次方程式の根の公式にぶち込むことですな。根の公式とは、中学校で習った、(-b±√(b^2-4ac))/2aのことですわ。
その際、別の電卓を使って、そのa・b・cメモリーに、それぞれh^2の係数、hの係数、係数のみの三数値を入れて計算しましょう。
平成21年9月15日追伸
この、問題の解き方の要点は、「強引に二次方程式に持ち込む。」というところに有ります。平成21年度本試験でも、これの応用ともいえる問題が出ましたので、以後、この手の解法を何度も取り上げる必要があります。そこで、この解法を、「強引二次方程式分割法」と勝手に呼ばせてもらいます。
この問題は、辺ABと辺DCが平行でなかったので、交点が出来ましたが、平行だった場合は、どうなるでしょうか。その場合は、(ロ)の部分が、完全な平行四辺形になるため、むしろ易しい問題となるでしょう。
しかし、読者の皆様は、次のような疑問を持たれるかもしれません。「平行ではないが、非常に平行に近い二組の線であって、交点を求めようとすると、有り得ないほど遠くの点になって、電卓がオーバーフローしてしまう場合はどうしたら良いか。」という心配です。その場合は、正攻法で解く場合でも、Cotが非常に巨大になって、結局計算が出来ないか、あるいは、その二組の線は、近似的には平行であるものと仮定して解くほかないでしょう。(平成21年6月5日までこのように書いていましたが、間違いでした。マツヨシの方法では交点が遠方にあり過ぎて計算できないが、正攻法では出来るというような例が存在するようです。)
また、この問題では、BCと平行な線で分筆していましたが、ADと平行な線で分筆して、かつ(イ)の面積が例えば82㎡と指定された場合は、どのように解くのでしょうか。その場合は、この問題に則して説明すると、この問題と全く同じ計算で交点Gを出してmメモリーに入れ、作成したAGDの面積を計算してyメモリーに入れ、
√((y+82)/y)=1.353423…をxメモリーに入れ、
E=m+(Abs(a-m)×x)∠arg(a-m)
F=m+(Abs(d-m)×x)∠arg(d-m)
とします。そのうち、この問題も出すかもね。
…と思ったけど早速出しました。
【例題2】
ADと平行な線で分筆して、北西側を(イ)、南東側を(ロ)とする。(イ)の面積が82㎡と指定された場合、E・Fの座標値と(イ)・(ロ)の実測面積を求めよ。但し、これ以外の条件は、【例題1】と全く同じである。
答え
* X座標 Y座標
E -412.80 -175.67
F -425.48 -183.86
(座標値の書き方はいろいろあります。)
(イ)の実測面積 82.00㎡(82.0083㎡なので)
(ロ)の実測面積131.06㎡(131.0557㎡なので)
(ロとイを入れ替えて書かないように。)
****************************************
面積分割問題02 [面積分割問題]
さて、皆様の大好きな面積分割問題です。
【例題1】
次のABCDEFGHAで囲まれた宅地を、Hを通る直線で二つの土地に分筆する。分割点をH・Qとするとき、H及びQの座標値と、そのときの(イ)・(ロ)の実測面積を求めよ。また、面積の表記は、登記申請する場合の表示の桁数までとする。
さらに、フリーハンドで略図を描き、筆界点の名称を入れ、全ての辺長を記入せよ。(図は正確でなくてよい。問題文を読んだ上で略図を描き上げた時点から、計算して答えを紙に書くまでの時間を計ってみましょう。)
(条件)
①分筆した西側を(イ)、東側を(ロ)とする。
②地目については一切変更はない。
③(ロ)の面積を857㎡とすることで買主と合意した。
④Q点が、AB・BC・CD・DE・EF・FGの、どの線分上にあるのかは、判っていない。
⑤H・Qの座標値は、四捨五入して下2桁まで求めること。
⑥四捨五入したH・Qの各座標値を使って面積を計算すること。
⑦Hは、AGの中点である。
⑧(ロ)の面積については、条件より±0.03㎡までの誤差があっても正解とする。
表1
****** X座標 ***** Y座標
A* -334.51** -101.61
B* -306.24*** -97.92
C* -298.31** -110.85
D* -297.08** -122.52
E* -297.92** -132.93
F* -307.21** -146.75
G* -332.23** -142.97
図1
* D
* E C
F B
(イ) (ロ)
G H A
《解答》
ABCDEFGを各abcdefxメモリーに入れます。見取図に、これら小文字の記号を必ず書き込みます。
図2
* Dd
* Ee Cc
Ff Bb
(イ) (ロ)
Gx H Aa
* 0.5(a+x)
いったい、どのような条件の元で分筆するのか?そして、Hの座標値を決める条件は?などと疑問がわいてきますが、それらのことは(条件)のところに書いてあります。それも、たいして重要でない話の中に書いてあります。
本試験では、このように大事な条件が、本文と離れた所に書いてあって、それを探すのに一苦労という場合がありますので注意しましょう。
Hの座標値は、中点なので(a+x)÷2で求められます。この問題では、筆界点が多いので初めからメモリー不足が予想されますので、このデーターをどこに保存するかが問題です。Hの座標値を正確に計算すると、2で割り切れて、下3桁が0となっていますので、四捨五入をする必要が有りません。
このように、きれいに割り切れて、四捨五入の必要の無い数値になれば良いのですが、答練でもしばしば割り切れなくて悩んでしまうことが多々あります。
例えばX座標値が-333.375などとなった場合、いくら問題文に「四捨五入して下2桁まで求めること。」などとあっても、そこはまじめな受験生のこと「四捨五入で、こんなにたくさん切り上げたら数値が大分変ってしまうのではないか?」と感じて、手が止まってしまうのです。この感覚は正常なもので、測量をする人はすべからくこうでなければなりません。
しかし、今回は、端数が出ませんでしたので、それを幸いに、Hの座標値をメモリーには入れず、その都度計算することとします。
もっと簡単にいえば、Hの座標値を使って計算する場合には、その部分に 0.5(a+m)を入れることとします。(2で割る替わりに0.5を掛けました。この方が入力が何かと簡単です。)
答
Hの座標値(-333.37、-122.29)→この書き方はいろいろあります。
さて、Q点がどこに有るのかが判りません。ただし、(ロ)の面積が結構大きいので、Q点が線分AB上ということはなさそうです。そこで、四角形ABCH、三角形CDH、三角形DEHなどの面積を計算して図面に書き込み、それから、Q点がどこに有るのかを判断することとなります。読者の皆様は、そのように計算されて結構ですが、ここではさらに進化した方法を紹介します。
まず、「松尾の求積法」は次のようになるのでした。
「必勝方式」による四角形の面積
=Abs[Im{0.5×Conja(左上-右下)×(右上-左下)}]…(式♀)
さらに三角形の場合は
「必勝方式」による三角形の面積
=Abs[Im{0.5×Conja(左上-下)×(右上-下)}]…(式♂)
ですから、
四角形ABCH
=Abs[Im{0.5×Conja(c-a)×(b-0.5(a+x))}]
三角形CDH
=Abs[Im{0.5×Conja(d-0.5(a+x))×(c-0.5(a+x))}]
「滝川クリステル検算」をする時のようにちょっと首を左に傾けて図面を見直し、
=Abs[Im{0.5×Conja(0.5(a+x)-c)×(d-c)}]
とするのも可です。この方が入力は楽ですが、ここでは基本通りの方を採用します。(次も同様。)
三角形DEH
=Abs[Im{0.5×Conja(e-0.5(a+x))×(d-0.5(a+x))}]
となります。
ここで、これらを、いちいち計算して図面に書くのも面倒なので、次のように計算しましょう。
まず、求めるべき面積857㎡を電卓に入力し、虚数単位i を付けます。これから、四角形ABCHの面積を、そのまま引きます。
857i -0.5×Conja(c-a)×(b-0.5(a+x))
=-378.46+290.56i となりますが、この290.56が求めるべき面積から四角形ABCHの面積を差し引いた残りの面積となります。これが正の数であるうちは、Q点はBCより西に有ると考えます。
さらに三角形CDHの面積を、そのまま引きます。
ANS-0.5×Conja(d-0.5(a+x))×(c-0.5(a+x))
=-1013.31+78.95i となりますが、この78.95が求めるべき面積から四角形ABCHの面積と三角形CDHの面積を差し引いた残りの面積となります。これが正の数であるうちは、Q点はCDより西に有ると考えます。
さらに三角形DEHの面積を、そのまま引きます。
ANS-0.5×Conja(x-0.5(a+x))×(d-0.5(a+x))
=-1657.78-110.03i となりますが、この-110.03が求めるべき面積から四角形ABCHの面積と三角形CDHの面積と三角形DEHの面積を差し引いた残りの面積となります。これが負の数であるので、Q点はDE上に有ると考えます。
ここで、「ACオールクリアー」キーを押して、一旦画面を消し、「REPLAY」キーの「△」を押して式を画面に出します。そして「REPLAY」キーの「>」(実際は右向きの△なのですが、活字が無いので>で代用)を押して式の最後まで、カーソルを動かし「×-1=」と打つと、あら不思議、三角形DEHの面積を引き算をする前の答え
=-1013.31+78.95i …(τ)
が出てきます。ここで、虚部を下4桁まで紙に書きます。
78.9517㎡これが、三角形DQHの面積です。
図3
* 6.08 Q 4.36Dd 11.73
* Ex Cc 15.17
* 16.65
Fy Bb
(イ) (ロ) 28.51
25.30 36.23
Gm 20.71 H 20.71 Aa
* 0.5(a+m)
次に、∠HDQ(=∠HDE)を秒単位まで求めます。
arg{(e-d)÷(0.5(a+x)-d)}=85゜44′59.39″…(υ)
となります。この角度を紙に書きます。
ここで、三角形の面積の公式
S=1/2×bcSIN(A)…(二辺夾角の公式)を思い出してください。これを使って計算します。
この公式では、三角形の面積は2で割って求めますので、逆に2倍して、さらにDHの辺長やSINで割って、DQの辺長を求めます。
DQ=78.9517×2÷Abs(0.5(a+x)-d)
* ÷SIN(85゜44′59.39″)
=4.36メートル
このまま、
d+ANS∠arg(e-d)とすると
=-297.43-126.87i となりますが、これがQ点の座標値です。
下3桁が四捨五入し易い数値であることを確認してから、この数値を紙に書きます。
答え Qの座標値(-297.43、-126.87)→この書き方はいろいろあります。
****************************************
ここで、少し解説を…。このQの座標値を、どこかのメモリー(例えばmとか)に入れるべきです。この問題を作った当時は、旧型fx-***ES(「***」には991が入る。)の使用を前提としていましたので、メモリー数が不足していました。新型fx-***ES(「***」には993が入る。)では、メモリーが多いので、使用すべきです。しかし、折角メモリーは不足する場合の対応策を解説しているのに、以下の解説を消してしまうのはもったいないと考えました。新型でもメモリーは有限ですから不足することは有り得ます。そこで、mやyのメモリーは別の重要なデーターで塞がっていたと考えて、以下の解説を参考にしてください。
****************************************
次に、実際(イ)・(ロ)の面積を求めてみましょう。
(ロ)については、「カステラのななめ切り検算」を兼ねて、切り方を変えて計算します。
Qの座標値を手で、あらためて入力します。
-297.43-126.87i =とします。
このデーターはANSメモリーに入ります。
(ロ)
=Abs[Im{0.5×Conja(ANS-a)×(d-0.5(a+x)}]
+Abs[Im{0.5×Conja(c-a)×(b-d)}]
=857.0193㎡
ここで、「ACオールクリアー」キーを押して、一旦画面を消し、「REPLAY」キーの「△」を押してQの座標値を手で、入力した部分
-297.43-126.87i
の式を画面に出して、もう一度「=」キーを押すとこのデーターは、再度ANSメモリーに入ります。
(イ)
=Abs[Im{0.5×Conja(e-0.5(a+x))×(ANS-x)}]
+Abs[Im{0.5×Conja(f-x)×(e-x)}]
=660.9548㎡
答
(イ)の実測面積660.95㎡
(ロ)の実測面積857.01㎡
****************************************
(参考:以下、上級者以外読んではいけない知ってはならない。)
(イ)+(ロ)=1517.9741㎡の検算
全体の面積を計算する場合、Hの座標値を計算するに当たって、四捨五入の必要がなかったことから、筆界点Hを無視して計算出来ます。
Qの座標値データーをANSメモリーに入れた状態で、
全面積
=Abs[Im{0.5×Conja(ANS-c)×(d-e)}]
+Abs[Im{0.5×Conja(e-b)×(c-f)}]
+Abs[Im{0.5×Conja(f-a)×(b-x)}]
=1517.9741㎡となって、検算出来ました。
1行目は、四角形CDQEの面積を計算しています。
Qは線分DE上の点ではありますが、四捨五入した関係で、少し外側に出ぱっています。
2行目は、四角形BCEFの面積を計算しています。
3行目は、四角形ABFGの面積を計算しています。
なお、話が戻りますが、
三角形DQHの面積=78.9517㎡と、
∠HDQ(=∠HDE)=85゜44′59.39″…(υ)
の二つのデーターを紙に書きましたが、もっと進んだ方法では、それすら書かないで済ますこともできます。
三角形DQHの面積を紙に書こうとする段階で、先に述べた(τ)の段階の時、
=-1013.31+78.95i …(τ)
ANS-Conja(ANS)=として、
÷2i とすると、
(τ)の虚部である78.95のみが表示されます。ここで、
×2÷Abs(0.5(a+x)-d)
* ÷SIN(arg{(e-d)÷(0.5(a+x)-d)})
とすると、
DQが4.36メートルと出て、後は同じです。
この方法では、85゜44′59.39″…(υ)の数値を打ち込む替わりに、(υ)を算出する計算式そのものを代入しただけです。こちらの方が速いのですが、非常に間違いやすいので、中級者以下にはお勧めしません。
****************************************
…とまあなんとか終わりました。
マツヨシも時間を計ってみたいのですが、今はノリが悪いので、後日計って、ここに掲載します。
さて、マツヨシがこの問題を、実際に計算してみますと、問題文を読む時間は考慮に入れず、ABCDEFGの座標値の入力と確認に、1分46秒掛りました。
(イ)と(ロ)の面積を紙に書き、かつ(イ)+(ロ)の面積を検算し、かつ全ての辺長を略図(既に描いてある)に書き入れるまで、9分45秒掛りました。
合わせて11分31秒です。(但し、上級者の方法でやっています。)
しかし、これは二回目の話でして、ノリの悪い日にやってみたところ、9分45秒のところが12分55秒掛りました。これは、(イ)の面積計算に間違いがあり、検算と合わなかったため、再計算したので遅くなったのです。考えてみますと、このようにやり直してもそれほど時間は掛っていません。こんな複雑な問題を、15分以内に解けるのです。行けますね…ですね。
【例題1】
次のABCDEFGHAで囲まれた宅地を、Hを通る直線で二つの土地に分筆する。分割点をH・Qとするとき、H及びQの座標値と、そのときの(イ)・(ロ)の実測面積を求めよ。また、面積の表記は、登記申請する場合の表示の桁数までとする。
さらに、フリーハンドで略図を描き、筆界点の名称を入れ、全ての辺長を記入せよ。(図は正確でなくてよい。問題文を読んだ上で略図を描き上げた時点から、計算して答えを紙に書くまでの時間を計ってみましょう。)
(条件)
①分筆した西側を(イ)、東側を(ロ)とする。
②地目については一切変更はない。
③(ロ)の面積を857㎡とすることで買主と合意した。
④Q点が、AB・BC・CD・DE・EF・FGの、どの線分上にあるのかは、判っていない。
⑤H・Qの座標値は、四捨五入して下2桁まで求めること。
⑥四捨五入したH・Qの各座標値を使って面積を計算すること。
⑦Hは、AGの中点である。
⑧(ロ)の面積については、条件より±0.03㎡までの誤差があっても正解とする。
表1
****** X座標 ***** Y座標
A* -334.51** -101.61
B* -306.24*** -97.92
C* -298.31** -110.85
D* -297.08** -122.52
E* -297.92** -132.93
F* -307.21** -146.75
G* -332.23** -142.97
図1
* D
* E C
F B
(イ) (ロ)
G H A
《解答》
ABCDEFGを各abcdefxメモリーに入れます。見取図に、これら小文字の記号を必ず書き込みます。
図2
* Dd
* Ee Cc
Ff Bb
(イ) (ロ)
Gx H Aa
* 0.5(a+x)
いったい、どのような条件の元で分筆するのか?そして、Hの座標値を決める条件は?などと疑問がわいてきますが、それらのことは(条件)のところに書いてあります。それも、たいして重要でない話の中に書いてあります。
本試験では、このように大事な条件が、本文と離れた所に書いてあって、それを探すのに一苦労という場合がありますので注意しましょう。
Hの座標値は、中点なので(a+x)÷2で求められます。この問題では、筆界点が多いので初めからメモリー不足が予想されますので、このデーターをどこに保存するかが問題です。Hの座標値を正確に計算すると、2で割り切れて、下3桁が0となっていますので、四捨五入をする必要が有りません。
このように、きれいに割り切れて、四捨五入の必要の無い数値になれば良いのですが、答練でもしばしば割り切れなくて悩んでしまうことが多々あります。
例えばX座標値が-333.375などとなった場合、いくら問題文に「四捨五入して下2桁まで求めること。」などとあっても、そこはまじめな受験生のこと「四捨五入で、こんなにたくさん切り上げたら数値が大分変ってしまうのではないか?」と感じて、手が止まってしまうのです。この感覚は正常なもので、測量をする人はすべからくこうでなければなりません。
しかし、今回は、端数が出ませんでしたので、それを幸いに、Hの座標値をメモリーには入れず、その都度計算することとします。
もっと簡単にいえば、Hの座標値を使って計算する場合には、その部分に 0.5(a+m)を入れることとします。(2で割る替わりに0.5を掛けました。この方が入力が何かと簡単です。)
答
Hの座標値(-333.37、-122.29)→この書き方はいろいろあります。
さて、Q点がどこに有るのかが判りません。ただし、(ロ)の面積が結構大きいので、Q点が線分AB上ということはなさそうです。そこで、四角形ABCH、三角形CDH、三角形DEHなどの面積を計算して図面に書き込み、それから、Q点がどこに有るのかを判断することとなります。読者の皆様は、そのように計算されて結構ですが、ここではさらに進化した方法を紹介します。
まず、「松尾の求積法」は次のようになるのでした。
「必勝方式」による四角形の面積
=Abs[Im{0.5×Conja(左上-右下)×(右上-左下)}]…(式♀)
さらに三角形の場合は
「必勝方式」による三角形の面積
=Abs[Im{0.5×Conja(左上-下)×(右上-下)}]…(式♂)
ですから、
四角形ABCH
=Abs[Im{0.5×Conja(c-a)×(b-0.5(a+x))}]
三角形CDH
=Abs[Im{0.5×Conja(d-0.5(a+x))×(c-0.5(a+x))}]
「滝川クリステル検算」をする時のようにちょっと首を左に傾けて図面を見直し、
=Abs[Im{0.5×Conja(0.5(a+x)-c)×(d-c)}]
とするのも可です。この方が入力は楽ですが、ここでは基本通りの方を採用します。(次も同様。)
三角形DEH
=Abs[Im{0.5×Conja(e-0.5(a+x))×(d-0.5(a+x))}]
となります。
ここで、これらを、いちいち計算して図面に書くのも面倒なので、次のように計算しましょう。
まず、求めるべき面積857㎡を電卓に入力し、虚数単位i を付けます。これから、四角形ABCHの面積を、そのまま引きます。
857i -0.5×Conja(c-a)×(b-0.5(a+x))
=-378.46+290.56i となりますが、この290.56が求めるべき面積から四角形ABCHの面積を差し引いた残りの面積となります。これが正の数であるうちは、Q点はBCより西に有ると考えます。
さらに三角形CDHの面積を、そのまま引きます。
ANS-0.5×Conja(d-0.5(a+x))×(c-0.5(a+x))
=-1013.31+78.95i となりますが、この78.95が求めるべき面積から四角形ABCHの面積と三角形CDHの面積を差し引いた残りの面積となります。これが正の数であるうちは、Q点はCDより西に有ると考えます。
さらに三角形DEHの面積を、そのまま引きます。
ANS-0.5×Conja(x-0.5(a+x))×(d-0.5(a+x))
=-1657.78-110.03i となりますが、この-110.03が求めるべき面積から四角形ABCHの面積と三角形CDHの面積と三角形DEHの面積を差し引いた残りの面積となります。これが負の数であるので、Q点はDE上に有ると考えます。
ここで、「ACオールクリアー」キーを押して、一旦画面を消し、「REPLAY」キーの「△」を押して式を画面に出します。そして「REPLAY」キーの「>」(実際は右向きの△なのですが、活字が無いので>で代用)を押して式の最後まで、カーソルを動かし「×-1=」と打つと、あら不思議、三角形DEHの面積を引き算をする前の答え
=-1013.31+78.95i …(τ)
が出てきます。ここで、虚部を下4桁まで紙に書きます。
78.9517㎡これが、三角形DQHの面積です。
図3
* 6.08 Q 4.36Dd 11.73
* Ex Cc 15.17
* 16.65
Fy Bb
(イ) (ロ) 28.51
25.30 36.23
Gm 20.71 H 20.71 Aa
* 0.5(a+m)
次に、∠HDQ(=∠HDE)を秒単位まで求めます。
arg{(e-d)÷(0.5(a+x)-d)}=85゜44′59.39″…(υ)
となります。この角度を紙に書きます。
ここで、三角形の面積の公式
S=1/2×bcSIN(A)…(二辺夾角の公式)を思い出してください。これを使って計算します。
この公式では、三角形の面積は2で割って求めますので、逆に2倍して、さらにDHの辺長やSINで割って、DQの辺長を求めます。
DQ=78.9517×2÷Abs(0.5(a+x)-d)
* ÷SIN(85゜44′59.39″)
=4.36メートル
このまま、
d+ANS∠arg(e-d)とすると
=-297.43-126.87i となりますが、これがQ点の座標値です。
下3桁が四捨五入し易い数値であることを確認してから、この数値を紙に書きます。
答え Qの座標値(-297.43、-126.87)→この書き方はいろいろあります。
****************************************
ここで、少し解説を…。このQの座標値を、どこかのメモリー(例えばmとか)に入れるべきです。この問題を作った当時は、旧型fx-***ES(「***」には991が入る。)の使用を前提としていましたので、メモリー数が不足していました。新型fx-***ES(「***」には993が入る。)では、メモリーが多いので、使用すべきです。しかし、折角メモリーは不足する場合の対応策を解説しているのに、以下の解説を消してしまうのはもったいないと考えました。新型でもメモリーは有限ですから不足することは有り得ます。そこで、mやyのメモリーは別の重要なデーターで塞がっていたと考えて、以下の解説を参考にしてください。
****************************************
次に、実際(イ)・(ロ)の面積を求めてみましょう。
(ロ)については、「カステラのななめ切り検算」を兼ねて、切り方を変えて計算します。
Qの座標値を手で、あらためて入力します。
-297.43-126.87i =とします。
このデーターはANSメモリーに入ります。
(ロ)
=Abs[Im{0.5×Conja(ANS-a)×(d-0.5(a+x)}]
+Abs[Im{0.5×Conja(c-a)×(b-d)}]
=857.0193㎡
ここで、「ACオールクリアー」キーを押して、一旦画面を消し、「REPLAY」キーの「△」を押してQの座標値を手で、入力した部分
-297.43-126.87i
の式を画面に出して、もう一度「=」キーを押すとこのデーターは、再度ANSメモリーに入ります。
(イ)
=Abs[Im{0.5×Conja(e-0.5(a+x))×(ANS-x)}]
+Abs[Im{0.5×Conja(f-x)×(e-x)}]
=660.9548㎡
答
(イ)の実測面積660.95㎡
(ロ)の実測面積857.01㎡
****************************************
(参考:以下、上級者以外読んではいけない知ってはならない。)
(イ)+(ロ)=1517.9741㎡の検算
全体の面積を計算する場合、Hの座標値を計算するに当たって、四捨五入の必要がなかったことから、筆界点Hを無視して計算出来ます。
Qの座標値データーをANSメモリーに入れた状態で、
全面積
=Abs[Im{0.5×Conja(ANS-c)×(d-e)}]
+Abs[Im{0.5×Conja(e-b)×(c-f)}]
+Abs[Im{0.5×Conja(f-a)×(b-x)}]
=1517.9741㎡となって、検算出来ました。
1行目は、四角形CDQEの面積を計算しています。
Qは線分DE上の点ではありますが、四捨五入した関係で、少し外側に出ぱっています。
2行目は、四角形BCEFの面積を計算しています。
3行目は、四角形ABFGの面積を計算しています。
なお、話が戻りますが、
三角形DQHの面積=78.9517㎡と、
∠HDQ(=∠HDE)=85゜44′59.39″…(υ)
の二つのデーターを紙に書きましたが、もっと進んだ方法では、それすら書かないで済ますこともできます。
三角形DQHの面積を紙に書こうとする段階で、先に述べた(τ)の段階の時、
=-1013.31+78.95i …(τ)
ANS-Conja(ANS)=として、
÷2i とすると、
(τ)の虚部である78.95のみが表示されます。ここで、
×2÷Abs(0.5(a+x)-d)
* ÷SIN(arg{(e-d)÷(0.5(a+x)-d)})
とすると、
DQが4.36メートルと出て、後は同じです。
この方法では、85゜44′59.39″…(υ)の数値を打ち込む替わりに、(υ)を算出する計算式そのものを代入しただけです。こちらの方が速いのですが、非常に間違いやすいので、中級者以下にはお勧めしません。
****************************************
…とまあなんとか終わりました。
マツヨシも時間を計ってみたいのですが、今はノリが悪いので、後日計って、ここに掲載します。
さて、マツヨシがこの問題を、実際に計算してみますと、問題文を読む時間は考慮に入れず、ABCDEFGの座標値の入力と確認に、1分46秒掛りました。
(イ)と(ロ)の面積を紙に書き、かつ(イ)+(ロ)の面積を検算し、かつ全ての辺長を略図(既に描いてある)に書き入れるまで、9分45秒掛りました。
合わせて11分31秒です。(但し、上級者の方法でやっています。)
しかし、これは二回目の話でして、ノリの悪い日にやってみたところ、9分45秒のところが12分55秒掛りました。これは、(イ)の面積計算に間違いがあり、検算と合わなかったため、再計算したので遅くなったのです。考えてみますと、このようにやり直してもそれほど時間は掛っていません。こんな複雑な問題を、15分以内に解けるのです。行けますね…ですね。
面積分割問題01 [面積分割問題]
今回は、土地の図面を決められた面積で分割する問題です。
【例題1】
次のABCDEAで囲まれた鉱泉地を、Eを通る直線で面積の等しい二つの鉱泉地に分筆した。分筆した東側を(イ)、西側を(ロ)とする。分割点をFとするとき、Fの座標値と、そのときの(イ)・(ロ)の面積を求めよ。ただし、Fの座標値は、四捨五入して下2桁まで求めるものとし、四捨五入したFの座標値を使って面積を計算すること。なお、(イ)・(ロ)の面積は完全に等しくなくてもその差が0.04㎡未満であればよい。また、面積の表記は、登記申請する場合の表示の桁数までとする。
***** X座標 **** Y座標
A*** +7.18** -43.50
B** -14.52** -45.61
C*** -8.28** -19.05
D** +15.19** -22.47
E*** +6.73** -31.24
図1
A E D
(ロ) (イ)
B C
答えを自分で出せる読者の方は、実際に、紙に答えを書いてみてください。(アッと驚くことがあるかも…。)
《解答》
ABCDEを各abcdeメモリーに入れます。Fの座標値を算出した時は、fメモリーに入れます。見取図に、これらを必ず書き込みます。
図2
Aa Ee Dd
(ロ) (イ)
Bb Ff Cc
この問題では、分割点は、見取図の形から、当然BC上にあると考えられます。(もっと複雑な図形でしたら、「どの辺上に分割点が出来るか?」を判断するのが、厄介な問題となることもあります。)
次に、∠ECB(=∠ECF)を秒単位まで求めます。
arg{(e-c)÷(b-c)}=64゜8′25″…(Å)となります。
次に、ECで五角形ABCDEを切ったとして、四角形部分と三角形部分の面積を計算し、これらを合計して全体の面積を求めます。
ここで、覚えていなければならないのは、
「必勝方式」による四角形の面積
=Abs[Im{0.5×Conja(左上-右下)×(右上-左下)}]…(式♀)
さらに三角形の場合は
「必勝方式」による三角形の面積
=Abs[Im{0.5×Conja(左上-下)×(右上-下)}]…(式♂)
となることでしたね。
四角形ABCE
=Abs[Im{0.5×Conja(a-c)×(e-b)}]
=370.86135(㎡)…(四♭)
三角形ECD
=Abs[Im{0.5×Conja(e-c)×(d-c)}]
=117.38255(㎡)…(三♭)
どちらもAbs[ ]内は正になるように計算していますから、Abs[ ]をはずしてImも合体させ、(*印は無視してください。)
=Im{0.5×Conja(a-c)×(e-b)
***+0.5×Conja(e-c)×(d-c)}のように計算しても良いのですが、今回の問題は、各部分の面積がいくらであるかが重要な要素となってきますので、いちいち計算して、紙に書いてから合計を取りましょう。
488.2439㎡が全体の面積となります。
ここで、三角形の面積の公式
S=1/2×bcSIN(A)…(二辺夾角の公式)を思い出してください。これを使って計算します。
これは、二辺の長さを掛け、さらにその間の角のSINを掛けて0・5倍すれば面積が出るという公式です。
下の図で、ACの距離b、ABの距離c、∠CABを角度Aと考えたとき、「cSIN(A)」が(ACを底辺とすれば)この三角形の高さとなっていることに気が付けば、この公式は小学生の時習った、S=(底辺)×(高さ)÷2と同じですので悩む必要はありませんが…。
図3
B
A C
さて、全体の面積488.2439(㎡)が電卓画面に表示されているとき、「面積の等しい二つの土地に分筆…」ですから、これを÷2=とします。さらに(三♭)の数値を引きます。126.7394(㎡)を得ます。これが三角形EFCの面積です。
三角形EFCの面積=0.5×ECの距離×FCの距離×SIN(∠ECF)
となっていますので、電卓画面に表示されている数値に
×2÷Abs(e-c)÷SIN(64゜8′25″)=14.57(下2桁表示)
とすれば、FCの距離が出ます。これが、電卓画面に表示されている時に、
C+ANS∠arg(b-c)=とすると
-11.61-33.23i (=F)を得ます。これは、正確には-11.6118-33.2315i ですが、下2桁表示と設定されていることを前提としていますので、このように表示されています。そこで、答えが間違っていないか、いつもこのように座標値は100倍して下4桁まで見てみましょう。例えば、-11.6148とか-33.2351i などと四捨五入するには誤差の大きい数値でしたら、大抵間違いです。特に本試験では、四捨五入し易い数値となることがほとんどですので、注意しましょう。
それでは、この数値が正しいと判断したら、Rnd(ANS)=として数値を丸めます。これを、fメモリーに入れます。fメモリーには、-11.6100-33.2300iが入ります。
なお、「Rnd(ANS)=」では、「Rnd(=」でも良いです。
ここまで、計算したら、もう一回全部を検算します。このとき、時間があれば、EBで切り直し、「カステラのななめ切り検算(切り方を変えて検算)」を行ってください。
Fの検算において、紙に書いたりせず、丸める前のFの座標を電卓画面に表示させてから、これより以前に計算しておいたfメモリーの数値を引いて、その差が適正かどうか判断するのが時間の節約になります。(これを以下「電卓内部検算」と呼びます。)
この場合、-0.0018-0.0015i となって適正であることがわかります。(実部・虚部ともにその誤差が0.005未満。)このように、検算においても時間の節約のため、メモリーに入れた数値と、検算で出た数値の引き算をすることが重要です。その際、丸めた数値同士を引き算すると、電卓画面が0表示となって、正しいのかキーの押し間違いなのかよく解らなくなりますので注意が必要です。
四角形ABFE
=Abs[Im{0.5×Conja(a-f)×(e-b)}]
=244.1249(㎡)
四角形EFCD
=Abs[Im{0.5×Conja(e-c)×(d-f)}]
=244.0998(㎡)
ここで、二つの数値の合計が488.2247㎡となって、最初の全体の面積計算より少し減ってしまいましたが、これは、Fの座標値を丸めたせいです。さて答えを書いてみましょう。
答
Fの座標値(-11.61、-33.23)→この書き方はいろいろあります。
面積(イ)244.09㎡
面積(ロ)244.12㎡
誰ですか、(イ)と(ロ)を入れ替えて書いた人は?
マツヨシも、いつぞやの答練で同じことをして、涙を飲みましたぜ。そのときは、上下に分かれていて上が(ロ)で下が(イ)でした。どっちも合っていたんですよ。あわてたんですね。「時間がねーんだよー、ねーんだよー、だよおおおおおおおー。」それ以来、部屋にポスター貼りました。「上が(ロ)で下が(イ)のとき注意。左が(ロ)で右が(イ)のとき注意。」と…。
鉱泉地が下2桁であることは解っていましたよね?まさか244㎡とはしなかったでしょうね。(イ)で244.10㎡とした人居ませんでしたか。電卓画面は四捨五入されていますので、注意が必要です。
【例題1】
次のABCDEAで囲まれた鉱泉地を、Eを通る直線で面積の等しい二つの鉱泉地に分筆した。分筆した東側を(イ)、西側を(ロ)とする。分割点をFとするとき、Fの座標値と、そのときの(イ)・(ロ)の面積を求めよ。ただし、Fの座標値は、四捨五入して下2桁まで求めるものとし、四捨五入したFの座標値を使って面積を計算すること。なお、(イ)・(ロ)の面積は完全に等しくなくてもその差が0.04㎡未満であればよい。また、面積の表記は、登記申請する場合の表示の桁数までとする。
***** X座標 **** Y座標
A*** +7.18** -43.50
B** -14.52** -45.61
C*** -8.28** -19.05
D** +15.19** -22.47
E*** +6.73** -31.24
図1
A E D
(ロ) (イ)
B C
答えを自分で出せる読者の方は、実際に、紙に答えを書いてみてください。(アッと驚くことがあるかも…。)
《解答》
ABCDEを各abcdeメモリーに入れます。Fの座標値を算出した時は、fメモリーに入れます。見取図に、これらを必ず書き込みます。
図2
Aa Ee Dd
(ロ) (イ)
Bb Ff Cc
この問題では、分割点は、見取図の形から、当然BC上にあると考えられます。(もっと複雑な図形でしたら、「どの辺上に分割点が出来るか?」を判断するのが、厄介な問題となることもあります。)
次に、∠ECB(=∠ECF)を秒単位まで求めます。
arg{(e-c)÷(b-c)}=64゜8′25″…(Å)となります。
次に、ECで五角形ABCDEを切ったとして、四角形部分と三角形部分の面積を計算し、これらを合計して全体の面積を求めます。
ここで、覚えていなければならないのは、
「必勝方式」による四角形の面積
=Abs[Im{0.5×Conja(左上-右下)×(右上-左下)}]…(式♀)
さらに三角形の場合は
「必勝方式」による三角形の面積
=Abs[Im{0.5×Conja(左上-下)×(右上-下)}]…(式♂)
となることでしたね。
四角形ABCE
=Abs[Im{0.5×Conja(a-c)×(e-b)}]
=370.86135(㎡)…(四♭)
三角形ECD
=Abs[Im{0.5×Conja(e-c)×(d-c)}]
=117.38255(㎡)…(三♭)
どちらもAbs[ ]内は正になるように計算していますから、Abs[ ]をはずしてImも合体させ、(*印は無視してください。)
=Im{0.5×Conja(a-c)×(e-b)
***+0.5×Conja(e-c)×(d-c)}のように計算しても良いのですが、今回の問題は、各部分の面積がいくらであるかが重要な要素となってきますので、いちいち計算して、紙に書いてから合計を取りましょう。
488.2439㎡が全体の面積となります。
ここで、三角形の面積の公式
S=1/2×bcSIN(A)…(二辺夾角の公式)を思い出してください。これを使って計算します。
これは、二辺の長さを掛け、さらにその間の角のSINを掛けて0・5倍すれば面積が出るという公式です。
下の図で、ACの距離b、ABの距離c、∠CABを角度Aと考えたとき、「cSIN(A)」が(ACを底辺とすれば)この三角形の高さとなっていることに気が付けば、この公式は小学生の時習った、S=(底辺)×(高さ)÷2と同じですので悩む必要はありませんが…。
図3
B
A C
さて、全体の面積488.2439(㎡)が電卓画面に表示されているとき、「面積の等しい二つの土地に分筆…」ですから、これを÷2=とします。さらに(三♭)の数値を引きます。126.7394(㎡)を得ます。これが三角形EFCの面積です。
三角形EFCの面積=0.5×ECの距離×FCの距離×SIN(∠ECF)
となっていますので、電卓画面に表示されている数値に
×2÷Abs(e-c)÷SIN(64゜8′25″)=14.57(下2桁表示)
とすれば、FCの距離が出ます。これが、電卓画面に表示されている時に、
C+ANS∠arg(b-c)=とすると
-11.61-33.23i (=F)を得ます。これは、正確には-11.6118-33.2315i ですが、下2桁表示と設定されていることを前提としていますので、このように表示されています。そこで、答えが間違っていないか、いつもこのように座標値は100倍して下4桁まで見てみましょう。例えば、-11.6148とか-33.2351i などと四捨五入するには誤差の大きい数値でしたら、大抵間違いです。特に本試験では、四捨五入し易い数値となることがほとんどですので、注意しましょう。
それでは、この数値が正しいと判断したら、Rnd(ANS)=として数値を丸めます。これを、fメモリーに入れます。fメモリーには、-11.6100-33.2300iが入ります。
なお、「Rnd(ANS)=」では、「Rnd(=」でも良いです。
ここまで、計算したら、もう一回全部を検算します。このとき、時間があれば、EBで切り直し、「カステラのななめ切り検算(切り方を変えて検算)」を行ってください。
Fの検算において、紙に書いたりせず、丸める前のFの座標を電卓画面に表示させてから、これより以前に計算しておいたfメモリーの数値を引いて、その差が適正かどうか判断するのが時間の節約になります。(これを以下「電卓内部検算」と呼びます。)
この場合、-0.0018-0.0015i となって適正であることがわかります。(実部・虚部ともにその誤差が0.005未満。)このように、検算においても時間の節約のため、メモリーに入れた数値と、検算で出た数値の引き算をすることが重要です。その際、丸めた数値同士を引き算すると、電卓画面が0表示となって、正しいのかキーの押し間違いなのかよく解らなくなりますので注意が必要です。
四角形ABFE
=Abs[Im{0.5×Conja(a-f)×(e-b)}]
=244.1249(㎡)
四角形EFCD
=Abs[Im{0.5×Conja(e-c)×(d-f)}]
=244.0998(㎡)
ここで、二つの数値の合計が488.2247㎡となって、最初の全体の面積計算より少し減ってしまいましたが、これは、Fの座標値を丸めたせいです。さて答えを書いてみましょう。
答
Fの座標値(-11.61、-33.23)→この書き方はいろいろあります。
面積(イ)244.09㎡
面積(ロ)244.12㎡
誰ですか、(イ)と(ロ)を入れ替えて書いた人は?
マツヨシも、いつぞやの答練で同じことをして、涙を飲みましたぜ。そのときは、上下に分かれていて上が(ロ)で下が(イ)でした。どっちも合っていたんですよ。あわてたんですね。「時間がねーんだよー、ねーんだよー、だよおおおおおおおー。」それ以来、部屋にポスター貼りました。「上が(ロ)で下が(イ)のとき注意。左が(ロ)で右が(イ)のとき注意。」と…。
鉱泉地が下2桁であることは解っていましたよね?まさか244㎡とはしなかったでしょうね。(イ)で244.10㎡とした人居ませんでしたか。電卓画面は四捨五入されていますので、注意が必要です。






