慶應義塾志木高等学校対策 数学模擬試験 第028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。

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問題

第1問 定義された整数部分・不等式の境界(20点)

実数tに対し、t以下の最大の整数を[t]と書きます。[x]=63とします。

(1)xの範囲を不等式で表しなさい。(4点)

(2)[4x]のとり得る値をすべて求めなさい。(6点)

(3)[4x]=255となるxの範囲を求めなさい。(10点)

第2問 座標・距離の2乗と最小値(20点)

A(0,63)、B(8,63)、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 円の弦・接線と相似(20点)

中心O、半径67cmの円に弦ABがあります。弦の中点をHとしOH=63cm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 円すいと内接円柱・体積の比較(20点)

底面半径4cm、高さ63cm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<63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=\(21\)のときの円柱の体積を求めなさい。(6点)

(3)h=\(42\)のときと(2)の体積を比較し、比を求めなさい。(10点)

第5問 並べ方・隣接条件の余事象(20点)

A,Bを含む67人が無作為に横1列に並びます。すべての並び方は同様に確からしいとします。

(1)A,Bの位置を順序なしで選ぶ方法は何通りありますか。(4点)

(2)A,Bが隣り合う確率を求めなさい。(6点)

(3)A,Bが隣り合わないと分かったとき、間にちょうど4人いる確率を求めなさい。(10点)


解答・解説

第1問

(1)

定義から63≦x<64です。

答え:\(\boxed{63\leq x<64}\)

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)

4倍すると252≦4x<256。この区間の各整数部分が実現します。

答え:\(\boxed{252,253,254,255}\)

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)

255≦4x<256を4で割ります。上端は含みません。

答え:\(\boxed{\frac{255}{4}\leq x<64}\)

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。

第2問

(1)

三平方よりPA²=t²+3969、PB²=(t−8)²+3969です。

答え:\(\boxed{2t^2-16t+8002}\)

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\(2(t-4)^2+7970\)。2乗は0以上なのでt=4で最小です。

答え:\(\boxed{7970,\ P=(4,0)}\)

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)

OH⊥ABなのでAH²=4489−3969=520。弦はAHの2倍です。

答え:\(\boxed{2\sqrt{520}}\)

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:\(\boxed{\frac{4489}{63}}\)

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=4489(4489−3969)/3969。正の平方根を採ります。

答え:\(\boxed{\frac{67}{63}\sqrt{520}}\)

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/4=(63−h)/63です。

答え:\(\boxed{r=4\left(1-\frac{h}{63}\right)}\)

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=\frac{8}{3}、h=21をπr²hへ代入します。

答え:\(\boxed{\frac{448}{3}\pi}\)

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\frac{4}{3}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)

67個から2個の位置を選ぶので67×66/2=2211通りです。

答え:\(\boxed{2211}\)

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)

位置の組ごとに残りの人の並び方とA,Bの順序は同じ数なので、位置の組は等確率。隣接する組は66通りです。

答え:\(\boxed{\frac{2}{67}}\)

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)

隣接しない位置の組は2145通り。間に4人なら位置の差が5で、62通りです。

答え:\(\boxed{\frac{62}{2145}}\)

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。