青山学院大学 理系・数学IIIを含む 数学記述模試 第081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・平面上の曲線と複素数平面)/数学III(全範囲)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(17点)

実数全体で \(f(x)=x^2-32x+240\) 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。(5点)

(2)方程式f(x)=0の解を求めなさい。(5点)

(3)不等式f(x)≤0を解きなさい。(7点)


第2問 等差数列の一般項・和・境界(17点)

初項16、公差2の等差数列をaₙとする。

(1)一般項を求めなさい。(5点)

(2)初項から第n項までの和を求めなさい。(5点)

(3)\(a_n\ge 48\) となる最小の正の整数nを求めなさい。(7点)


第3問 整数を選ぶ確率と条件付き確率(17点)

1から32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16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。(5点)

(2)P(A∩B)を求めなさい。(5点)

(3)P(A|B)を求め、AとBが独立かどうか判定しなさい。(7点)


第4問 1の累乗根と積・距離の和(17点)

方程式 \(z^16=1\) の相異なる解を \(z_0,z_1,\ldots,z_{15}\) とし、\(z_0=1\) とする。

(1)解を三角関数で表し、解の和を求めなさい。(5点)

(2)\(\sum_{j=0}^{15}|z_j-1|^2\) を求めなさい。(5点)

(3)\(\prod_{j=1}^{15}(1-z_j)\) を求めなさい。(7点)


第5問 対数の評価と部分積分(16点)

自然対数を用いる。\(1\le x\le16\) において \(f(x)=(\log x)/x\) を考える。

(1)すべての \(x>0\) で \(\log x\le x-1\) を示し、等号条件を述べなさい。(4点)

(2)定義域内での関数の最大値と、それをとる値を求めなさい。(4点)

(3)

\[ \int_1^{16}\frac{\log x}{x^2}\,dx \]

を求めなさい。(8点)


第6問 合同な2円の交点と共通弦(16点)

中心O(0,0)、A(16,0)、半径がともに16の2円を考える。上側の交点をP、下側をQとする。

(1)P,Qの座標を求めなさい。(4点)

(2)共通弦PQの長さを求めなさい。(4点)

(3)三角形OAPの面積を求めなさい。(8点)


解答・解説

第1問 二次関数の頂点・解・不等式

(1)

\(f(x)=(x-16)^2-16\)。平方は非負なので頂点で最小になる。

\[ \boxed{\min f=-16,\quad x=16} \]

採点の目安:考え方と立式に2点、結論と条件の確認に3点。

(2)

\((x-16)^2=16\) より、平方根の正負を両方とる。

\[ \boxed{x=16\pm\sqrt{16}} \]

採点の目安:考え方と立式に2点、結論と条件の確認に3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。

\[ \boxed{16-\sqrt{16}\le x\le 16+\sqrt{16}} \]

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。

第2問 等差数列の一般項・和・境界

(1)

初項に公差のn−1倍を加える。

\[ \boxed{a_n=16+2(n-1)} \]

採点の目安:考え方と立式に2点、結論と条件の確認に3点。

(2)

初項と末項の平均に項数を掛ける。

\[ \boxed{S_n=n(n+15)} \]

採点の目安:考え方と立式に2点、結論と条件の確認に3点。

(3)

一般項を代入してnの不等式を解き、最小の整数を選ぶ。

\[ \boxed{17} \]

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。

第3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2点、結論と条件の確認に3点。

(2)

共通部分の偶数の個数は \(16-\lfloor16/2\rfloor\)。全体の枚数で割る。

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

採点の目安:考え方と立式に2点、結論と条件の確認に3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3点、結論と条件の確認に4点。

第4問 1の累乗根と積・距離の和

(1)

単位円を \(16\) 等分する点が解。等比数列の和、または多項式の \(z^{15}\) の係数から解の和が0と分かる。

\[ \boxed{z_j=\cos\frac{2\pi j}{16}+i\sin\frac{2\pi j}{16},\quad\sum z_j=0} \]

採点の目安:考え方と立式に2点、結論と条件の確認に3点。

(2)

\(|z_j|=1\) なので

\[ |z_j-1|^2=2-2\operatorname{Re}z_j \]

。前問の和を使う。

\[ \boxed{32} \]

採点の目安:考え方と立式に2点、結論と条件の確認に3点。

(3)

\[ z^16-1=(z-1)\prod_{j=1}^{15}(z-z_j) \]

。\(z-1\) で割ると左辺は \(1+z+\cdots+z^{15}\)。多項式の恒等式にz=1を代入する。

\[ \boxed{16} \]

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。

第5問 対数の評価と部分積分

(1)

\(g(x)=x-1-\log x\) とおく。\(g'(x)=(x-1)/x\) より1の前で減少、後で増加。最小値は \(g(1)=0\)。

\[ \boxed{\log x\le x-1,\quad\text{等号は }x=1} \]

採点の目安:考え方と立式に2点、結論と条件の確認に2点。

(2)

\(f'(x)=(1-\log x)/x^2\)。\(1<e<16\) なので、定義域内でeの前は増加、後は減少。

\[ \boxed{\max f=\frac1e,\quad x=e} \]

採点の目安:考え方と立式に2点、結論と条件の確認に2点。

(3)

部分積分により原始関数は \(-(\log x+1)/x\)。上下端を代入する。

\[ \boxed{1-\frac{\log16+1}{16}} \]

採点の目安:考え方と立式に4点、結論と条件の確認に4点。

第6問 合同な2円の交点と共通弦

(1)

PもQもOとAから等距離なので、OAの垂直二等分線上にある。横座標は \(8\)。直角三角形で三平方の定理を使って高さを求める。

\[ \boxed{P=(8,8\sqrt{3}),\quad Q=(8,-8\sqrt{3})} \]

採点の目安:考え方と立式に2点、結論と条件の確認に2点。

(2)

PQは縦の線分なのでy座標の差をとる。

\[ \boxed{16\sqrt3} \]

採点の目安:考え方と立式に2点、結論と条件の確認に2点。

(3)

底辺OAと高さPのy座標を掛けて2で割る。

\[ \boxed{64\sqrt{3}} \]

採点の目安:考え方と立式に4点、結論と条件の確認に4点。