早稲田大学系属早稲田実業学校高等部対策 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。
式の操作・動点・面積比と、整数・場合の数を横断する演習。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、\(x+\frac{4}{x}=47\)を満たします。
（1）\\(x^2+\frac{16}{x^2}\\)を求めなさい。（4点）
（2）\(x^3+\frac{64}{x^3}\)を求めなさい。（6点）
（3）\(x^4+\frac{256}{x^4}\)を求めなさい。（10点）
第2問 放物線と弦・三角形の面積最大（20点）
放物線y=x²上にA(−43,1849)、B(4,16)があります。P(t,t²)は−43≦t≦4を動きます。
（1）直線ABの式を求めなさい。（4点）
（2）三角形ABPの面積Sをtの式で表しなさい。（6点）
（3）Sの最大値と、そのときのtを求め、最大である理由を示しなさい。（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172cm²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 規則性・部分和から各項を復元（20点）
第1段から第k段までの玉の合計が\(43k^2+4k\)個になるように並べます。kは正の整数です。
（1）第1段と第2段の玉の個数をそれぞれ求めなさい。（4点）
（2）第k段の玉の個数をkの式で表し、理由を説明しなさい。（6点）
（3）第6段から第12段までの合計個数を求めなさい。（10点）
第5問 整数の確率・重なりと排他的な条件（20点）
1から47までの整数を1個ずつ書いた47枚のカードから、等確率で1枚を選びます。選んだ整数をXとします。
（1）Xが4の倍数でも5の倍数でもある確率を求めなさい。（4点）
（2）Xが4の倍数または5の倍数である確率を求めなさい。（6点）
（3）Xが4の倍数または5の倍数であると分かったとき、その一方だけの倍数である確率を求めなさい。（10点）
解答・解説
第1問
（1）
条件式を2乗するとx²+8+16/x²=2209です。
答え：\(\boxed{2201}\)
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+4/x)(x²+16/x²)=x³+64/x³+4(x+4/x)なので、47×2201−4×47です。
答え：\(\boxed{103259}\)
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+16/x²)²=x⁴+256/x⁴+32より、2201²−32です。
答え：\(\boxed{4844369}\)
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）
傾きは(16−1849)/(47)=-39。Aを代入すると切片は172です。
答え：\(\boxed{y=(-39)x+172}\)
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）
Pと同じx座標の弦上の点をQとするとPQ=(-39)t+172−t²=(t+43)(4−t)。面積は左右に分けてPQ×(47)/2です。
答え：\(\boxed{S=\frac{47}2(t+43)(4-t)}\)
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）
(t+43)(4−t)=\(\frac{2209}4-(t+\frac{39}{2})^2\)。2乗の項が0で最大になり、そのtは指定区間内です。
答え：\(\boxed{S_{\max}=\frac{103823}{8},\ t=-\frac{39}{2}}\)
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172/2。ADを2:4に分けるので[ABX]=(172/2)×2/(6)です。
答え：\(\boxed{\frac{86}{3}}\)
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：\(\boxed{\frac{172}{3}}\)
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4問
（1）
第1段は43+4。第2段は第2段までの合計(180)から第1段を引きます。
答え：\(\boxed{47,\ 133}\)
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）
k≧2では43k²+4k−{43(k−1)²+4(k−1)}=86k−39。k=1でも第1段の値と一致します。
答え：\(\boxed{86k-39}\)
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）
第12段までの合計から第5段までの合計を引きます。下限は第6段なので引くのは第5段までです。
答え：\(\boxed{5145}\)
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）
連続する整数は互いに素なので両方の倍数は20の倍数で、2個です。
答え：\(\boxed{\frac{2}{47}}\)
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の倍数11個と5の倍数9個を足し、二重に数えた公倍数2個を1回引くと18個です。
答え：\(\boxed{\frac{18}{47}}\)
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）
条件の標本は18個。このうち重なりの2個を除いた16個が一方だけです。
答え：\(\boxed{\frac{8}{9}}\)
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。