東京電機大学 数学IIまでの方式 数学記述模試 第023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。基本事項から標準問題まで、各大問の3小問で段階的に確認します。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 データの変換と分散(25点)

5個のデータは \(22,23,24,25,26\) である。分散は偏差の2乗の平均で定義する。各データxをy=2x+3に変換する。

(1)元のデータの平均・分散を求めなさい。(7点)

(2)変換後の平均・分散を求めなさい。(7点)

(3)元のデータと変換後のデータの相関係数を求め、符号の理由を説明しなさい。(11点)


第2問 指数方程式・不等式と置換(25点)

\(F(x)=4^x-25\cdot2^x+24\) とする。

(1)F(x)=0を解きなさい。(7点)

(2)F(x)≤0を解きなさい。(7点)

(3)F(x)の最小値と、その値をとるxを求めなさい。(11点)


第3問 反復試行と条件付き確率(25点)

公平な硬貨を24回投げる。表の回数をXとする。

(1)表がちょうど2回出る確率を求めなさい。(7点)

(2)表が少なくとも1回出る確率を求めなさい。(7点)

(3)表が少なくとも1回出たという条件で、ちょうど2回出た確率を求めなさい。(11点)


第4問 内積・角度とベクトルの射影(25点)

\[ \mathbf a=(24,1),\ \mathbf b=(1,24) \]

とする。

(1)内積と、それぞれの大きさを求めなさい。(7点)

(2)2つのベクトルのなす角の余弦を求めなさい。(7点)

(3)実数tに対し、|a−tb|²の最小値とそのときのtを求めなさい。(11点)


解答・解説

第1問 データの変換と分散

(1)

平均は中央の \(24\)。偏差は −2,−1,0,1,2 なので2乗和を5で割る。

\[ \boxed{\bar x=24,\quad V_x=2} \]

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。

(2)

平均は同じ一次式で変換され、各偏差は2倍になる。偏差の2乗の平均は4倍になる。

\[ \boxed{\bar y=51,\quad V_y=8} \]

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)

共分散は元の分散の2倍。標準偏差の積も元の分散の2倍であり、正の傾きの完全な直線関係となる。

\[ \boxed{r=1} \]

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 指数方程式・不等式と置換

(1)

\(u=2^x>0\) とすると \(u^2-25u+24=(u-1)(u-24)\)。

\[ \boxed{x=0,\log_224} \]

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)

置換後の二次式が非正なのは2つの根の間。指数関数の単調性でxの範囲へ戻す。

\[ \boxed{0\le x\le\log_224} \]

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)

平方完成する。頂点のuは正なので元の指数関数でその値を実現できる。

\[ \boxed{\min F=-\frac{529}{4},\quad x=\log_2\frac{25}{2}} \]

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 反復試行と条件付き確率

(1)

表が出る2回を選ぶ方法は \(24\) 個の位置から2個選ぶ組合せ。各列の確率は同じ。

\[ \boxed{\frac{69}{4194304}} \]

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)

余事象はすべて裏である1列。全体からこの確率を引く。

\[ \boxed{\frac{16777215}{16777216}} \]

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)

ちょうど2回表が出る事象は条件の事象に含まれるので、前2問の確率の比をとる。

\[ \boxed{\frac{92}{5592405}} \]

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 内積・角度とベクトルの射影

(1)

対応する成分の積の和が内積。大きさは成分の2乗和の平方根。

\[ \boxed{\mathbf a\cdot\mathbf b=48,\quad |\mathbf a|=|\mathbf b|=\sqrt{577}} \]

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)

内積を2つのベクトルの大きさの積で割る。

\[ \boxed{\frac{48}{577}} \]

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)

\[ |\mathbf a-t\mathbf b|^2=577t^2-96t+577 \]

。平方完成して頂点を求める。

\[ \boxed{\min=\frac{330625}{577},\quad t=\frac{48}{577}} \]

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。