慶應義塾志木高等学校対策 数学模擬試験 第013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。
相似・接線・立体の切断と、整数方程式・数え上げの記述演習。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 整数条件・積の最大値の証明（20点）
正の整数x,yがx+y=124を満たします。
（1）xyをxの式で表しなさい。（4点）
（2）xyの最大値と、それを与える組(x,y)をすべて求めなさい。（6点）
（3）最大値が3844以下であることを、(x−y)²を使って証明しなさい。（10点）
第2問 座標・距離の2乗と最小値（20点）
A(0,60)、B(8,60)、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32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240cm²です。DはBCの中点、EはCA上の点でCE:EA=4:1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 立方体の平面切断・正六角形（20点）
1辺8cmの立方体を0≦x,y,z≦8と表します。平面x+y+z=12で切断します。さらにこの立方体と相似で、辺が60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60倍の立方体の切断面の面積を求めなさい。（10点）
第5問 整数方程式・積への変形（20点）
整数x,yはx>60、y>60を満たし、\(xy=60(x+y)+(-3584)\)が成立します。
（1）(x−60)(y−60)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）
y=124−xよりxy=x(124−x)です。
答え：\\(\boxed{-x^2+124x}\\)
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）
\(xy=\frac{124^2-(2x-124)^2}{4}\)。整数xでは2x−124の絶対値が最小になる中央の整数を選びます。
答え：\(\boxed{3844,\ (x,y)=(62,62)}\)
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）
\(4xy=124^2-(x-y)^2\)。2乗は0以上です。よってxy≦3844。差が0で等号です。
答え：\\(\boxed{xy\leq 3844}\\)
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+3600、PB²=(t−8)²+3600です。
答え：\(\boxed{2t^2-16t+7264}\)
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\(2(t-4)^2+7232\)。2乗は0以上なのでt=4で最小です。
答え：\(\boxed{7232,\ P=(4,0)}\)
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−4)²=32よりt−4=±4。正負の両方を採ります。
答え：\(\boxed{(0,0),\ (8,0)}\)
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=1:4です。△ABXをuとすれば、△AEX=u/(5)、△CEX=4u/(5)。また△BCX=2[BDX]。△ABXと△BCXはBEを底辺とする高さの比AE:EC=1:4なので[BCX]=4u、[BDX]=4u/2。共通の頂点BからADへの高さによりAX:XD=u:(4u/2)=2:4です。
答え：\(\boxed{2:4}\)
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）
△ABDの面積は240/2。ADを2:4に分けるので[ABX]=(240/2)×2/(6)です。
答え：\(\boxed{40}\)
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：\(\boxed{80}\)
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8とすると残りは4。(8,4,0)の6通りの並べ替えです。
答え：\(\boxed{(8,4,0),(8,0,4),(4,8,0),(0,8,4),(4,0,8),(0,4,8)}\)
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√(16+16)=4√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：\(\boxed{24\sqrt{2}}\)
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4√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316√3。相似比60の面積比は3600です。
答え：\(\boxed{172800\sqrt{3}}\)
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）
両辺に3600を加えて積にすると(x−60)(y−60)=16です。
答え：\(\boxed{16}\)
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−60は16の正の約数[1, 2, 4, 8, 16]です。各約数dについてy−60=16/dとすれば、すべての解になります。
答え：\(\boxed{(61,76),\ (62,68),\ (64,64),\ (68,62),\ (76,61)}\)
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−60、b=y−60とするとab=16。\((a+b)^2=(a-b)^2+64\geq64\)よりa+b≧8。等号はa=b=4で実現します。
答え：\(\boxed{128,\ (x,y)=(64,64)}\)
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。