広島大学 教育・経済など・数学IIまで 数学記述模試 第039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。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 固定点を引く漸化式と重み付きの和(25点)

\(a_1=14,\ a_{n+1}=2a_n+14\) 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2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3問 集合の包含と人数の計算(25点)

70人のクラスで、集合Aの人数は42人、集合Bは28人、両方に属する人数は14人とする。

(1)少なくとも一方に属する人数を求めなさい。(7点)

(2)どちらにも属さない人数を求めなさい。(7点)

(3)一方だけに属する人数を求めなさい。(11点)


第4問 絶対値の和と場合分け(25点)

\(f(x)=|x-14|+|x+14|\) とする。

(1)絶対値を外し、区間で場合分けして表しなさい。(7点)

(2)最小値と、その値をとるすべてのxを求めなさい。(7点)

(3)不等式 \(f(x)\le 42\) を解きなさい。(11点)


解答・解説

第1問 固定点を引く漸化式と重み付きの和

(1)

\(a_{n+1}+14=2(a_n+14)\) なので \(a_n+14=28\cdot2^{n-1}\)。

\[ \boxed{a_n=14(2^n-1)} \]

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。

\[ \boxed{S_n=14(2^{n+1}-n-2)} \]

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)

\(a_j/2^j=14(1-2^{-j})\)。\(\sum_{j=1}^n2^{-j}=1-2^{-n}\) を差し引く。

\[ \boxed{14(n-1+2^{-n})} \]

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2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3問 集合の包含と人数の計算

(1)

AとBの人数の和では共通部分を2回数えるため1回分引く。

\[ \boxed{56} \]

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)

全体から和集合の人数を引く。

\[ \boxed{14} \]

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)

和集合から共通部分を引く。

\[ \boxed{42} \]

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 絶対値の和と場合分け

(1)

符号が変わる点は \(-14,14\)。各区間でそれぞれの絶対値の中身の符号を調べる。

\[ \boxed{f(x)=\begin{cases}-2x&x<-14\\28&-14\le x\le14\\2x&x>14\end{cases}} \]

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)

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。

\[ \boxed{\min f=28,\quad -14\le x\le14} \]

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)

左右の外側で \(-2x\le 42\)、\(2x\le 42\)。中央の区間はすべて条件を満たす。

\[ \boxed{-21\le x\le 21} \]

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。