開成高等学校対策 数学模擬試験 第031回
出題範囲と取り組み方
中学数学の発展範囲で解ける高校入試対策です。高校の数学Ⅰ・A・Ⅱ・B・Cは前提にしません。各回の問題と解答・解説は独自作成です。
平面・立体の根拠を説明し、代数と関数の条件を整理する演習。図形は問題文の条件から自分で図を描き、途中式・場合分け・証明の理由を記述しなさい。長さはcm、面積はcm²、体積はcm³で答えます。円周率はπのまま残します。
学校公式の入試案内（確認日：2026年10月4日）。学校別に学習の重点を設定した対策用オリジナル模試です。時間・大問数・配点・重点分野は本教材の演習設計です。年度別の出題傾向を分析して本番の形式を再現したものではありません。
問題
第1問 逆数を含む条件式・式の値（20点）
xは正の数で、\(x+\frac{2}{x}=16\)を満たします。
（1）\\(x^2+\frac{4}{x^2}\\)を求めなさい。（4点）
（2）\(x^3+\frac{8}{x^3}\)を求めなさい。（6点）
（3）\(x^4+\frac{16}{x^4}\)を求めなさい。（10点）
第2問 動点・折れ曲がる面積関数（20点）
長方形ABCDはAB=28cm、BC=4cmです。PはAからBを経てCまで毎秒1cmで動きます。出発t秒後の三角形APDの面積をS cm²とします。
（1）Sをtの式で、範囲を添えて表しなさい。（4点）
（2）S=28となる時刻をすべて求めなさい。（6点）
（3）Sの最大値と、それをとるすべての時刻を求めなさい。（10点）
第3問 円の弦・接線と相似（20点）
中心O、半径16cmの円に弦ABがあります。弦の中点をHとしOH=14cmです。A,Bでの接線の交点をTとします。O,H,Tはこの順に一直線上にあります。
（1）ABの長さを求めなさい。（4点）
（2）OTの長さを、相似の根拠を示して求めなさい。（6点）
（3）TAの長さを求めなさい。（10点）
第4問 立方体の平面切断・正六角形（20点）
1辺4cmの立方体を0≦x,y,z≦4と表します。平面x+y+z=6で切断します。さらにこの立方体と相似で、辺が14倍の立方体も同じ位置の比で切断します。
（1）元の切断面の頂点を6個すべて挙げなさい。（4点）
（2）元の切断面の周の長さを求めなさい。（6点）
（3）辺が14倍の立方体の切断面の面積を求めなさい。（10点）
第5問 余り・連続する整数の公倍数（20点）
正の整数nを2で割ると余りは1、3で割ると余りは2です。
（1）最小のnを求めなさい。（4点）
（2）1≦n≦83で条件を満たすnの個数を求めなさい。（6点）
（3）(2)で条件を満たすnの和を、両端を組み合わせる方法で求めなさい。（10点）
解答・解説
第1問
（1）
条件式を2乗するとx²+4+4/x²=256です。
答え：\(\boxed{252}\)
採点目安（4点）：正しい立式・根拠に2点、結論と条件の確認に2点。証明問題は論理が結論までつながれば満点。
（2）
(x+2/x)(x²+4/x²)=x³+8/x³+2(x+2/x)なので、16×252−2×16です。
答え：\(\boxed{4000}\)
採点目安（6点）：正しい立式・根拠に3点、結論と条件の確認に3点。証明問題は論理が結論までつながれば満点。
（3）
(x²+4/x²)²=x⁴+16/x⁴+8より、252²−8です。
答え：\(\boxed{63496}\)
採点目安（10点）：正しい立式・根拠に5点、結論と条件の確認に5点。証明問題は論理が結論までつながれば満点。
第2問
（1）
AB上では底辺AP=t、高さAD=4よりS=2t。BC上では底辺AD=4、高さがAB=28で一定なのでS=56です。
答え：\(\boxed{S=2t\ (0\leq t\leq28),\ S=56\ (28\leq t\leq32)}\)
採点目安（4点）：正しい立式・根拠に2点、結論と条件の確認に2点。証明問題は論理が結論までつながれば満点。
（2）
AB上の2t=28よりt=14。BC上の値は28より大きく、解はありません。
答え：\(\boxed{14}\)
採点目安（6点）：正しい立式・根拠に3点、結論と条件の確認に3点。証明問題は論理が結論までつながれば満点。
（3）
AB上で増加し、B以後は一定です。したがって28秒から32秒まで全時刻で最大です。
答え：\(\boxed{56,\ 28\leq t\leq32}\)
採点目安（10点）：正しい立式・根拠に5点、結論と条件の確認に5点。証明問題は論理が結論までつながれば満点。
第3問
（1）
OH⊥ABなのでAH²=256−196=60。弦はAHの2倍です。
答え：\(\boxed{2\sqrt{60}}\)
採点目安（4点）：正しい立式・根拠に2点、結論と条件の確認に2点。証明問題は論理が結論までつながれば満点。
（2）
OA⊥AT、OH⊥AH、∠AOT=∠HOAなので△OAT∽△OHA。OT/OA=OA/OHからOT=OA²/OHです。
答え：\(\boxed{\frac{128}{7}}\)
採点目安（6点）：正しい立式・根拠に3点、結論と条件の確認に3点。証明問題は論理が結論までつながれば満点。
（3）
TA²=OT²−OA²=256(256−196)/196。正の平方根を採ります。
答え：\(\boxed{\frac{16}{14}\sqrt{60}}\)
採点目安（10点）：正しい立式・根拠に5点、結論と条件の確認に5点。証明問題は論理が結論までつながれば満点。
第4問
（1）
1座標を0、別の座標を4とすると残りは2。(4,2,0)の6通りの並べ替えです。
答え：\(\boxed{(4,2,0),(4,0,2),(2,4,0),(0,4,2),(2,0,4),(0,2,4)}\)
採点目安（4点）：正しい立式・根拠に2点、結論と条件の確認に2点。証明問題は論理が結論までつながれば満点。
（2）
隣り合う点の距離は√(4+4)=2√2。切断面は中心からの距離も等しい正六角形なので周は6倍です。
答え：\(\boxed{12\sqrt{2}}\)
採点目安（6点）：正しい立式・根拠に3点、結論と条件の確認に3点。証明問題は論理が結論までつながれば満点。
（3）
辺長2√2の正六角形を6枚の正三角形に分けます。高さは三平方で辺の√3/2倍なので面積は34√3。相似比14の面積比は196です。
答え：\(\boxed{2352\sqrt{3}}\)
採点目安（10点）：正しい立式・根拠に5点、結論と条件の確認に5点。証明問題は論理が結論までつながれば満点。
第5問
（1）
n+1は2と3の公倍数です。連続する整数は互いに素なので最小公倍数は6。n=6k−1、kは正の整数です。
答え：\(\boxed{5}\)
採点目安（4点）：正しい立式・根拠に2点、結論と条件の確認に2点。証明問題は論理が結論までつながれば満点。
（2）
上限より6k−1≦83、つまり1≦k≦14。
答え：\(\boxed{14}\)
採点目安（6点）：正しい立式・根拠に3点、結論と条件の確認に3点。証明問題は論理が結論までつながれば満点。
（3）
初項5と末項83の和は88。先頭と末尾の順を逆にした列を足すと各項がこの値で、全体の2倍が14倍になります。
答え：\(\boxed{616}\)
採点目安（10点）：正しい立式・根拠に5点、結論と条件の確認に5点。証明問題は論理が結論までつながれば満点。
復習記録
| 大問 | 得点 / 20 | 間違えた条件・次に確かめること |
|---|---|---|
| 第1問 | ||
| 第2問 | ||
| 第3問 | ||
| 第4問 | ||
| 第5問 |
合計：＿＿ / 100点。解き直しでは答えを隠して、式や図を作るところから取り組みます。