同志社大学 文系・数学IIまで 数学記述模試 第032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・統計的な推測)/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 直角三角形の三角比と内接円(25点)

直角三角形ABCで角Aが直角、AB=32、AC=64とする。

(1)斜辺BCと角Bの余弦を求めなさい。(7点)

(2)AからBCに下ろした高さを求めなさい。(7点)

(3)内接円の半径を求めなさい。(11点)


第2問 固定点を引く漸化式と重み付きの和(25点)

\(a_1=32,\ a_{n+1}=2a_n+32\) で定まる数列を考える。

(1)適当な定数を加えて等比数列を作り、一般項を求めなさい。(7点)

(2)初項から第n項までの和を求めなさい。(7点)

(3)\(\sum_{j=1}^n a_j/2^j\) を求めなさい。(11点)


第3問 空間の垂線と四面体(25点)

空間で

\[ O(0,0,0),A(32,0,0),B(0,64,0),C(0,0,96) \]

を考える。

(1)平面ABC上の点の座標が満たす方程式を求めなさい。(7点)

(2)Oから平面ABCに下ろした垂線の足Hと距離OHを求めなさい。(7点)

(3)四面体OABCの体積を2通りに表し、三角形ABCの面積を求めなさい。(11点)


第4問 反復試行と条件付き確率(25点)

公平な硬貨を32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)


解答・解説

第1問 直角三角形の三角比と内接円

(1)

三平方の定理で斜辺を求め、角Bの隣辺ABを斜辺で割る。

\[ \boxed{BC=32\sqrt5,\quad\cos B=\frac1{\sqrt5}} \]

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)

面積は \(1024\)。底辺をBCとして面積の等式を立てる。

\[ \boxed{\frac{64}{5}\sqrt{5}} \]

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)

内心と各頂点を結ぶと、面積は内接円の半径と半周長の積になる。分母を有理化する。

\[ \boxed{r=16(3-\sqrt5)} \]

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 固定点を引く漸化式と重み付きの和

(1)

\(a_{n+1}+32=2(a_n+32)\) なので \(a_n+32=64\cdot2^{n-1}\)。

\[ \boxed{a_n=32(2^n-1)} \]

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)

一般項を代入し、\(\sum_{j=1}^n2^j=2^{n+1}-2\) を使う。

\[ \boxed{S_n=32(2^{n+1}-n-2)} \]

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)

\(a_j/2^j=32(1-2^{-j})\)。\(\sum_{j=1}^n2^{-j}=1-2^{-n}\) を差し引く。

\[ \boxed{32(n-1+2^{-n})} \]

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 空間の垂線と四面体

(1)

平面の方程式を \(ux+vy+wz=c\) とおき、3点を代入する。係数は共通倍してよい。

\[ \boxed{6x+3y+2z=192} \]

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。

(2)

法線ベクトルは \((6,3,2)\) なので \(H=s(6,3,2)\)。平面の式への代入で \(49s=192\)。距離は \(7s\)。

\[ \boxed{H=(\frac{1152}{49},\frac{576}{49},\frac{384}{49}),\quad OH=\frac{192}{7}} \]

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)

底面OABの面積は \(1024\)、Cからこの底面までの高さは \(96\) なので体積は \(32768\)。一方、ABCを底面とすると \(V=S_{ABC}\cdot OH/3\)。

\[ \boxed{3584} \]

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 反復試行と条件付き確率

(1)

表が出る2回を選ぶ方法は \(32\) 個の位置から2個選ぶ組合せ。各列の確率は同じ。

\[ \boxed{\frac{31}{268435456}} \]

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。

\[ \boxed{\frac{4294967295}{4294967296}} \]

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。

\[ \boxed{\frac{496}{4294967295}} \]

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。