開成高等学校対策 数学模擬試験 第087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 絶対値・解の個数による場合分け（20点）
方程式\(|x-75|+|x-78|=k\)を考えます。kは実数です。
（1）左辺をx<75、75≦x≦78、x>78に分けて表しなさい。（4点）
（2）k=3のときの解をすべて求めなさい。（6点）
（3）kの値に応じて解をすべて求めなさい。（10点）
第2問 座標・距離の2乗と最小値（20点）
A(0,75)、B(6,75)、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18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 直角三角形・斜辺上の点への距離（20点）
三角形ABCは∠A=90°、AB=225cm、AC=300cmです。AからBCに下ろした垂線の足をH、BC上でBP:PC=3:1となる点をPとします。
（1）BCとAHの長さを求めなさい。（4点）
（2）BHの長さを求め、用いた相似を示しなさい。（6点）
（3）AP²の値を求めなさい。（10点）
第4問 円すいと内接円柱・体積の比較（20点）
底面半径3cm、高さ75cm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<75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=\(25\)のときの円柱の体積を求めなさい。（6点）
（3）h=\(50\)のときと(2)の体積を比較し、比を求めなさい。（10点）
第5問 整数方程式・積への変形（20点）
整数x,yはx>75、y>75を満たし、\(xy=75(x+y)+(-5616)\)が成立します。
（1）(x−75)(y−75)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）
各絶対値の中身の符号から、順に153−2x、3、2x−153です。
答え：\(\boxed{153-2x,\ 3,\ 2x-153}\)
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）
中央の区間では左辺が常に3。外側ではそれより大きいので、中央の全点が解です。
答え：\(\boxed{75\leq x\leq78}\)
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）
k<3は解なし。k=3は中央全体。k>3は外側の一次方程式を解き、各区間の条件を満たす2解を得ます。
答え：\(\boxed{k<3:\text{解なし};\ k=3:75\leq x\leq78;\ k>3:x=\frac{153-k}{2},\frac{153+k}{2}}\)
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+5625、PB²=(t−6)²+5625です。
答え：\(\boxed{2t^2-12t+11286}\)
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\(2(t-3)^2+11268\)。2乗は0以上なのでt=3で最小です。
答え：\(\boxed{11268,\ P=(3,0)}\)
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−3)²=18よりt−3=±3。正負の両方を採ります。
答え：\(\boxed{(0,0),\ (6,0)}\)
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）
三平方でBC=375。面積をAB×AC/2=BC×AH/2と表すとAH=180です。
答え：\(\boxed{BC=375,\ AH=180}\)
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）
△ABHと△CBAは直角と∠Bが等しいので相似。AB/BC=BH/AB、すなわちBH=AB²/BC=135です。
答え：\(\boxed{135}\)
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）
BP=\frac{1125}{4}。HP=|BP−BH|。三平方でAP²=AH²+(BP−BH)²を計算します。
答え：\(\boxed{\frac{860625}{16}}\)
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/3=(75−h)/75です。
答え：\(\boxed{r=3\left(1-\frac{h}{75}\right)}\)
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=2、h=25をπr²hへ代入します。
答え：\(\boxed{100\pi}\)
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1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）
両辺に5625を加えて積にすると(x−75)(y−75)=9です。
答え：\(\boxed{9}\)
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−75は9の正の約数[1, 3, 9]です。各約数dについてy−75=9/dとすれば、すべての解になります。
答え：\(\boxed{(76,84),\ (78,78),\ (84,76)}\)
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−75、b=y−75とするとab=9。\((a+b)^2=(a-b)^2+36\geq36\)よりa+b≧6。等号はa=b=3で実現します。
答え：\(\boxed{156,\ (x,y)=(78,78)}\)
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。