青山学院大学 文系・数学IIまで 数学記述模試 第088回

この回のテストポイント

試験の条件と取り組み方

この模試の演習範囲は数学I(全範囲)/数学A(図形の性質・場合の数と確率)/数学II(全範囲)/数学B(数列)/数学C(ベクトル)です。問題・解答は独自に作成したものです。途中式、場合分け、証明の根拠も書きなさい。

大学公式の入試情報・公開問題を参照した対策用のオリジナル模試です。標準計算と、条件整理・図形の立式・記述の応用を組み合わせます。演習範囲・時間・大問数・満点・小問配点は本模試の設計です。実際の入試の時間・配点・出題形式を再現したものではありません。資料確認日:2026-10-04。出願時の試験条件は大学の最新募集要項で確認してください。

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問題

第1問 二次関数の頂点・解・不等式(25点)

実数全体で \(f(x)=x^2-40x+380\) を考える。

(1)平方完成して最小値とそれをとる値を求めなさい。(7点)

(2)方程式f(x)=0の解を求めなさい。(7点)

(3)不等式f(x)≤0を解きなさい。(11点)


第2問 整数を選ぶ確率と条件付き確率(25点)

1から40までの整数が1枚ずつ書かれたカードから、1枚を等確率で選ぶ。Aを偶数が出る事象、Bを20より大きい数が出る事象とする。

(1)P(A),P(B)を求めなさい。(7点)

(2)P(A∩B)を求めなさい。(7点)

(3)P(A|B)を求め、AとBが独立かどうか判定しなさい。(11点)


第3問 絶対値を含む面積の最適化(25点)

\(0\le a\le20\) とする。\(0\le x\le20\) で、曲線 \\(y=x^2\\) と直線 \(y=ax\) の間の面積をS(a)とする。

(1)交点で区間を分け、面積をaの式で表しなさい。(7点)

(2)面積が最小になるaを求め、端点との比較を含めて説明しなさい。(7点)

(3)面積の最小値を求めなさい。(11点)


第4問 放物線の接線と囲まれた面積(25点)

放物線 \\(y=x^2\\) と、点 \(P(0,-400)\) を考える。

(1)この点を通る放物線の接線をすべて求めなさい。(7点)

(2)2つの接点と点Pでできる三角形の面積を求めなさい。(7点)

(3)放物線と2本の接線で囲まれた部分の面積を求めなさい。(11点)


解答・解説

第1問 二次関数の頂点・解・不等式

(1)

\(f(x)=(x-20)^2-20\)。平方は非負なので頂点で最小になる。

\[ \boxed{\min f=-20,\quad x=20} \]

採点の目安:考え方と立式に3点、結論と条件の確認に4点。

(2)

\((x-20)^2=20\) より、平方根の正負を両方とる。

\[ \boxed{x=20\pm\sqrt{20}} \]

採点の目安:考え方と立式に3点、結論と条件の確認に4点。

(3)

上に開く放物線の値が非正になるのは、2つの零点の間(端点を含む)である。

\[ \boxed{20-\sqrt{20}\le x\le 20+\sqrt{20}} \]

採点の目安:考え方と立式に5点、結論と条件の確認に6点。

第2問 整数を選ぶ確率と条件付き確率

(1)

偶数はk個、上半分の数もk個。全体は2k枚。

\[ \boxed{P(A)=P(B)=\frac12} \]

採点の目安:考え方と立式に3点、結論と条件の確認に4点。

(2)

共通部分の偶数の個数は \(20-\lfloor20/2\rfloor\)。全体の枚数で割る。

\[ \boxed{\frac{1}{4}} \]

採点の目安:考え方と立式に3点、結論と条件の確認に4点。

(3)

条件付き確率は共通部分の確率をP(B)で割る。これがP(A)=1/2と等しい条件を調べる。

\[ \boxed{P(A\mid B)=\frac{1}{2},\quad\text{独立である}} \]

採点の目安:考え方と立式に5点、結論と条件の確認に6点。

第3問 絶対値を含む面積の最適化

(1)

差は \(x(a-x)\)。\(0\le x\le a\) では直線が上、\(a\le x\le20\) では曲線が上。

\[ S=\int_0^a(ax-x^2)\,dx+\int_a^{20}(x^2-ax)\,dx \]

。

\[ \boxed{S(a)=\frac{a^3}3-200a+\frac{8000}{3}} \]

採点の目安:考え方と立式に3点、結論と条件の確認に4点。

(2)

\(S'(a)=a^2-200\)。定義域内で \(a=20/\sqrt2\) の前は減少、後は増加する。よって両端よりも小さい。

\[ \boxed{a=10\sqrt{2}} \]

採点の目安:考え方と立式に3点、結論と条件の確認に4点。

(3)

前問の値を面積の式に代入し、根号を整理して分母を有理化する。

\[ \boxed{S_{\min}=\frac{4000}{3}(2-\sqrt2)} \]

採点の目安:考え方と立式に5点、結論と条件の確認に6点。

第4問 放物線の接線と囲まれた面積

(1)

接点の横座標を \(t\) とすると接線は \(y=2tx-t^2\)。Pを通る条件から \(t^2=400\)。

\[ \boxed{y=40x-400,\quad y=-40x-400} \]

採点の目安:考え方と立式に3点、結論と条件の確認に4点。

(2)

接点は \((\pm20,400)\)。底辺の長さは \(40\)、Pから底辺までの高さは \(800\)。

\[ \boxed{16000} \]

採点の目安:考え方と立式に3点、結論と条件の確認に4点。

(3)

左右の対称性を使う。右半分では放物線が接線の上にあり、差は \((x-20)^2\)。したがって \(S=2\int_0^{20}(x-20)^2\,dx\)。

\[ \boxed{\frac{16000}{3}} \]

採点の目安:考え方と立式に5点、結論と条件の確認に6点。