開成高等学校対策 数学模擬試験 第060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、\(x+\frac{6}{x}=75\)を満たします。
（1）\\(x^2+\frac{36}{x^2}\\)を求めなさい。（4点）
（2）\(x^3+\frac{216}{x^3}\)を求めなさい。（6点）
（3）\(x^4+\frac{1296}{x^4}\)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(0,69)、B(12,69)、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72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 2本の線分の交点・面積比の証明（20点）
三角形ABCの面積は414cm²です。DはBCの中点、EはCA上の点でCE:EA=6:1です。ADとBEの交点をXとします。
（1）AX:XDを求め、面積比を使って説明しなさい。（4点）
（2）三角形ABXの面積を求めなさい。（6点）
（3）三角形CDXの面積を求めなさい。（10点）
第4問 円すいと内接円柱・体積の比較（20点）
底面半径6cm、高さ69cmの円すいがあります。底面を共通の平面に置き、中心軸を一致させた高さhの円柱を内接させます。0<h<69とします。
（1）円柱の半径rをhの式で表しなさい。（4点）
（2）h=\(23\)のときの円柱の体積を求めなさい。（6点）
（3）h=\(46\)のときと(2)の体積を比較し、比を求めなさい。（10点）
第5問 整式の割り算・約数と最小値（20点）
6以上の整数nについて\(\frac{n^2+414}n\)が整数になります。
（1）nが満たす約数の条件を説明しなさい。（4点）
（2）可能なnをすべて求めなさい。（6点）
（3）与えられた式の最小値と、そのときのnをすべて求めなさい。（10点）
解答・解説
第1問
（1）
条件式を2乗するとx²+12+36/x²=5625です。
答え：\(\boxed{5613}\)
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+6/x)(x²+36/x²)=x³+216/x³+6(x+6/x)なので、75×5613−6×75です。
答え：\(\boxed{420525}\)
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+36/x²)²=x⁴+1296/x⁴+72より、5613²−72です。
答え：\(\boxed{31505697}\)
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+4761、PB²=(t−12)²+4761です。
答え：\(\boxed{2t^2-24t+9666}\)
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\(2(t-6)^2+9594\)。2乗は0以上なのでt=6で最小です。
答え：\(\boxed{9594,\ P=(6,0)}\)
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−6)²=72よりt−6=±6。正負の両方を採ります。
答え：\(\boxed{(0,0),\ (12,0)}\)
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）
BD=DCなので[ABX]=[ACX]。共通の底辺EXを持つ△AEXと△CEXの面積比はAE:EC=1:6です。△ABXをuとすれば、△AEX=u/(7)、△CEX=6u/(7)。また△BCX=2[BDX]。△ABXと△BCXはBEを底辺とする高さの比AE:EC=1:6なので[BCX]=6u、[BDX]=6u/2。共通の頂点BからADへの高さによりAX:XD=u:(6u/2)=2:6です。
答え：\(\boxed{2:6}\)
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）
△ABDの面積は414/2。ADを2:6に分けるので[ABX]=(414/2)×2/(8)です。
答え：\(\boxed{\frac{207}{4}}\)
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）
[CDX]=[BDX]=[ABD]−[ABX]です。
答え：\(\boxed{\frac{621}{4}}\)
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）
断面の相似よりr/6=(69−h)/69です。
答え：\(\boxed{r=6\left(1-\frac{h}{69}\right)}\)
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）
r=4、h=23をπr²hへ代入します。
答え：\(\boxed{368\pi}\)
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）
hが2倍になるとrは2となり半分。したがって体積は2×(1/2)²=1/2倍です。
答え：\(\boxed{2:1}\)
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）
式はn+414/nなので、nが整数なら残る414/nも整数であることが必要十分です。つまりnは414の正の約数です。
答え：\(\boxed{n\mid 414}\)
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）
414の正の約数を小さい順に調べ、6以上という条件を満たすものを挙げます。
答え：\(\boxed{6,9,18,23,46,69,138,207,414}\)
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+bでab=414です。(a+b)²=(a−b)²+1656だから、差の絶対値が最小の約数の組で最小になります。(2)の約数を比べると該当するnは[18, 23]です。
答え：\(\boxed{41,\ n=18,23}\)
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。