同志社大学 文系・数学IIまで 数学記述模試 第057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=14、AC=28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 三項間漸化式と互いに素の証明(25点)

\[ a_1=1,\ a_2=15,\ a_{n+2}=15a_{n+1}-14a_n \]

とする。

(1)隣り合う項の差に着目して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)隣り合う2項が常に互いに素であることを証明しなさい。(11点)


第3問 内積・角度とベクトルの射影(25点)

\[ \mathbf a=(14,1),\ \mathbf b=(1,14) \]

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)


第4問 反復試行と条件付き確率(25点)

公平な硬貨を14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。

\[ \boxed{BC=14\sqrt5,\quad\cos B=\frac1{\sqrt5}} \]

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 \(196\)。底辺をBCとして面積の等式を立てる。

\[ \boxed{\frac{28}{5}\sqrt{5}} \]

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。

\[ \boxed{r=7(3-\sqrt5)} \]

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 三項間漸化式と互いに素の証明

(1)

\[ a_{n+2}-a_{n+1}=14(a_{n+1}-a_n) \]

。初めの差は \(14\) なので \(a_{n+1}-a_n=14^n\)。初項に差の和を加える。

\[ \boxed{a_n=\frac{14^n-1}{13}} \]

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)

一般項を代入して \(1/(14-1)\) をくくり、等比数列の和と定数の和に分ける。

\[ \boxed{S_n=\frac{14(14^n-1)-13n}{169}} \]

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)

一般項から \(a_{n+1}=14a_n+1\)。2項の公約数はその差 \(a_{n+1}-14a_n=1\) を割る。

\[ \boxed{\gcd(a_n,a_{n+1})=1} \]

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3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。

\[ \boxed{\mathbf a\cdot\mathbf b=28,\quad |\mathbf a|=|\mathbf b|=\sqrt{197}} \]

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。

\[ \boxed{\frac{28}{197}} \]

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)

\[ |\mathbf a-t\mathbf b|^2=197t^2-56t+197 \]

。平方完成して頂点を求める。

\[ \boxed{\min=\frac{38025}{197},\quad t=\frac{28}{197}} \]

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 \(14\) 個の位置から2個選ぶ組合せ。各列の確率は同じ。

\[ \boxed{\frac{91}{16384}} \]

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。

\[ \boxed{\frac{16383}{16384}} \]

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。

\[ \boxed{\frac{91}{16383}} \]

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。