千葉大学 理系・数学IIIを含む 数学記述模試 第011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 内分点・内積・三角形の面積(17点)

A(0,0)、B(48,0)、C(0,48)とする。PはABの中点、QはBCをBQ:QC=1:2に内分する点とする。

(1)P,Qの座標を求めなさい。(5点)

(2)ベクトルAPとAQの内積を求めなさい。(5点)

(3)三角形APQの面積を求めなさい。(7点)


第2問 回転軸を変える体積計算(17点)

\(0\le x\le24\) で曲線 \(y=x(24-x)\) とx軸で囲まれる領域をDとする。

(1)Dの面積を求めなさい。(5点)

(2)Dをx軸の周りに1回転してできる立体の体積を求めなさい。(5点)

(3)Dをy軸の周りに1回転してできる立体の体積を、yに垂直な切り口の面積を用いて求めなさい。(7点)


第3問 整数を選ぶ確率と条件付き確率(17点)

1から48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24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 複素数の距離条件と逆数の軌跡(17点)

複素数zが \(|z-24|=2|z+24|\) を満たす。

(1)実部と虚部を使って軌跡の方程式を求め、中心と半径を示しなさい。(5点)

(2)絶対値の最大値と最小値、およびそれらをとる複素数を求めなさい。(5点)

(3)逆数w=1/zの軌跡も求めなさい。逆数が定義できる理由を述べなさい。(7点)


第5問 重解を使う三次曲線の面積(16点)

曲線 \(y=f(x)=x^3-1728x\) の \(x=24\) における接線をlとする。

(1)接線と曲線のすべての交点を求めなさい。重解の意味も説明しなさい。(4点)

(2)曲線と接線で囲まれた有限部分の面積を求めなさい。(4点)

(3)その部分のうち、横座標が非負である部分の面積が全体に占める割合を求めなさい。(8点)


第6問 絶対値の和と場合分け(16点)

\(f(x)=|x-24|+|x+24|\) とする。

(1)絶対値を外し、区間で場合分けして表しなさい。(4点)

(2)最小値と、その値をとるすべてのxを求めなさい。(4点)

(3)不等式 \(f(x)\le 72\) を解きなさい。(8点)


解答・解説

第1問 内分点・内積・三角形の面積

(1)

中点は両端の座標の平均。内分点は2B+Cを3で割る。

\[ \boxed{P=(24,0),\quad Q=(32,16)} \]

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)

始点Aは原点なので位置ベクトル同士の内積を計算する。

\[ \boxed{768} \]

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)

APを底辺にし、Qのy座標を高さにして面積を求める。

\[ \boxed{192} \]

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 回転軸を変える体積計算

(1)

非負の関数の下の面積なので \(S=\int_0^{24}x(24-x)\,dx\)。

\[ \boxed{2304} \]

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)

切り口は半径 \(x(24-x)\) の円。

\[ V_x=\pi\int_0^{24}x^2(24-x)^2\,dx \]

。展開して項別に積分する。

\[ \boxed{\frac{1327104}{5}\pi} \]

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)

\(0\le y\le576/4\)。左右の境界は \(x_\pm=(24\pm\sqrt{576-4y})/2\)。切り口は環で、面積は

\[ \pi(x_+^2-x_-^2)=24\pi\sqrt{576-4y} \]

。これをyについて積分する。

\[ \boxed{55296\pi} \]

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 \(24-\lfloor24/2\rfloor\)。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 複素数の距離条件と逆数の軌跡

(1)

\(z=x+iy\) として2乗すると \((x-24)^2+y^2=4((x+24)^2+y^2)\)。平方完成して円の式に直す。

\[ \boxed{(x+40)^2+y^2=1024} \]

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)

原点から中心までの距離は \(120/3\)、半径は \(96/3\)。円は原点を含まない。原点と中心を結ぶ直線上の2点で距離の極値をとる。

\[ \boxed{\max|z|=72\ (z=-72),\quad\min|z|=8\ (z=-8)} \]

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)

前問の最小値が正なので逆数をとれる。条件を \(|1-24w|=2|1+24w|\) に直し、同様に平方完成する。

\[ \boxed{(\operatorname{Re}w+\frac{5}{72})^2+(\operatorname{Im}w)^2=\frac{1}{324}} \]

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 重解を使う三次曲線の面積

(1)

\(f'(24)=0\) なので \(l:y=-27648\)。差は \((x-24)^2(x+48)\)。接点の横座標は2重の根となる。

\[ \boxed{(-48,-27648),\quad(24,-27648)} \]

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)

区間 \([-48,24]\) では差は非負。

\[ S=\int_{-48}^{24}(x^3-1728x+27648)\,dx \]

。原始関数は \\(x^4/4-864x^2+27648x\\)。

\[ \boxed{2239488} \]

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)

非負の横座標の部分は

\[ \int_0^{24}(f(x)+27648)\,dx=248832 \]

。全体の面積で割る。

\[ \boxed{\frac19} \]

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 絶対値の和と場合分け

(1)

符号が変わる点は \(-24,24\)。各区間でそれぞれの絶対値の中身の符号を調べる。

\[ \boxed{f(x)=\begin{cases}-2x&x<-24\\48&-24\le x\le24\\2x&x>24\end{cases}} \]

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)

中央の区間では一定で、その外側では端点から離れるほど増加する。

\[ \boxed{\min f=48,\quad -24\le x\le24} \]

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)

左右の外側で \(-2x\le 72\)、\(2x\le 72\)。中央の区間はすべて条件を満たす。

\[ \boxed{-36\le x\le 36} \]

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。