開成高等学校対策 数学模擬試験 第036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、\(x+\frac{2}{x}=17\)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 座標・距離の2乗と最小値（20点）
A(0,15)、B(4,15)、P(t,0)とします。
（1）PA²+PB²をtの式で表しなさい。（4点）
（2）PA²+PB²の最小値と、そのときのPの座標を求めなさい。（6点）
（3）PA²+PB²がその最小値より8だけ大きくなるPの座標をすべて求めなさい。（10点）
第3問 折り返し・垂直二等分線と面積（20点）
長方形ABCDをA(0,0)、B(30,0)、C(30,4)、D(0,4)と置きます。AがCに重なるように折ると、折り目はABとP、CDとQで交わります。
（1）Pのx座標を求めなさい。（4点）
（2）Qのx座標を求めなさい。（6点）
（3）四角形APQDの面積を求めなさい。（10点）
第4問 四角すい・切断と相似による体積比（20点）
底面が1辺4cmの正方形で、高さが15cmの正四角すいを、頂点からの距離が高さの半分の位置で底面に平行な平面により切ります。
（1）切断面の1辺の長さを求めなさい。（4点）
（2）下側の台形状の立体の体積を求めなさい。（6点）
（3）下側の立体の側面積（底面と切断面を除く）を求めなさい。（10点）
第5問 整数方程式・積への変形（20点）
整数x,yはx>15、y>15を満たし、\(xy=15(x+y)+(-221)\)が成立します。
（1）(x−15)(y−15)の値を求めなさい。（4点）
（2）組(x,y)をすべて求めなさい。順序の異なる組は別とします。（6点）
（3）x+yの最小値と、そのときの組を求め、最小であることを示しなさい。（10点）
解答・解説
第1問
（1）
条件式を2乗するとx²+4+4/x²=289です。
答え：\(\boxed{285}\)
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、17×285−2×17です。
答え：\(\boxed{4811}\)
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、285²−8です。
答え：\(\boxed{81217}\)
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）
三平方よりPA²=t²+225、PB²=(t−4)²+225です。
答え：\(\boxed{2t^2-8t+466}\)
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）
和は\(2(t-2)^2+458\)。2乗は0以上なのでt=2で最小です。
答え：\(\boxed{458,\ P=(2,0)}\)
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）
2(t−2)²=8よりt−2=±2。正負の両方を採ります。
答え：\(\boxed{(0,0),\ (4,0)}\)
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）
PA=PCよりx²=(30−x)²+16。整理して2×30x=916です。横の長さが縦より大きいので0<x<30を満たします。
答え：\(\boxed{\frac{229}{15}}\)
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）
QA=QCよりx²+16=(30−x)²。よってx=(900−16)/(2×30)です。これも辺CD上です。
答え：\(\boxed{\frac{221}{15}}\)
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）
APとDQが平行な台形です。両底辺の和は30、高さは4なので面積は30×4/2です。
答え：\(\boxed{60}\)
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）
頂点を含む三角形の相似から、切断面の辺は底辺の1/2です。
答え：\(\boxed{2}\)
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）
全体は16×15/3。上側は相似比1/2なので体積比1/8。残りは全体の7/8です。
答え：\(\boxed{70}\)
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）
元の側面三角形の高さは√(225+4)。4枚の面積の合計は8√229。上側の面積は1/4なので残りは3/4です。
答え：\(\boxed{6\sqrt{229}}\)
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）
両辺に225を加えて積にすると(x−15)(y−15)=4です。
答え：\(\boxed{4}\)
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）
x−15は4の正の約数[1, 2, 4]です。各約数dについてy−15=4/dとすれば、すべての解になります。
答え：\(\boxed{(16,19),\ (17,17),\ (19,16)}\)
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）
a=x−15、b=y−15とするとab=4。\((a+b)^2=(a-b)^2+16\geq16\)よりa+b≧4。等号はa=b=2で実現します。
答え：\(\boxed{34,\ (x,y)=(17,17)}\)
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。