広島大学 理系・数学IIIを含む 数学記述模試 第093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 放物線の接線と囲まれた面積(17点)

放物線 \\(y=x^2\\) と、点 \(P(0,-196)\) を考える。

(1)この点を通る放物線の接線をすべて求めなさい。(5点)

(2)2つの接点と点Pでできる三角形の面積を求めなさい。(5点)

(3)放物線と2本の接線で囲まれた部分の面積を求めなさい。(7点)


第2問 複素数の回転と正三角形(17点)

複素数平面で \(A=14,B=14i\) とする。ABを1辺とする正三角形の第3頂点をCとする。

(1)2つの可能な第3頂点を複素数で求めなさい。(5点)

(2)正三角形の面積を求めなさい。(5点)

(3)それぞれの外心の複素数と、共通の外接円の半径を求めなさい。(7点)


第3問 定義域のある二次関数とパラメータ(17点)

\(0\le x\le 28\) で \(f_t(x)=x^2-2tx+196\) とする。\(t\) は実数である。

(1)最小値を、パラメータの範囲で場合分けして求めなさい。(5点)

(2)定義域内のすべての値で関数値が非負になる条件を求めなさい。(5点)

(3)方程式 \(f_t(x)=0\) が定義域内に異なる2つの解をもつ条件を求めなさい。(7点)


第4問 区分求積と和の極限(17点)

正の整数nについて、

\[ A_n=\frac1n\sum_{j=1}^n\sqrt{14+\frac jn} \]

、

\[ B_n=\sum_{j=1}^n\frac1{14n+j} \]

とする。

(1)両方の和を、幅1/nの分割に対応する区分求積の形で説明しなさい。(5点)

(2)Aの数列の極限を求めなさい。(5点)

(3)Bの数列の極限を求めなさい。(7点)


第5問 委員選出と余事象の数え上げ(16点)

男子14人、女子14人から、区別のない委員3人を選ぶ。

(1)すべての選び方の数を求めなさい。(4点)

(2)女子2人、男子1人の選び方の数を求めなさい。(4点)

(3)男女がともに含まれる選び方の数を求めなさい。(8点)


第6問 三次関数の増減・接線・定積分(16点)

\(f(x)=x^3-42x^2\) とする。

(1)極大値と極小値を求めなさい。(4点)

(2)\(x=14\) における接線を求めなさい。(4点)

(3)\(\int_0^{42} f(x)\,dx\) を求めなさい。(8点)


解答・解説

第1問 放物線の接線と囲まれた面積

(1)

接点の横座標を \(t\) とすると接線は \(y=2tx-t^2\)。Pを通る条件から \(t^2=196\)。

\[ \boxed{y=28x-196,\quad y=-28x-196} \]

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)

接点は \((\pm14,196)\)。底辺の長さは \(28\)、Pから底辺までの高さは \(392\)。

\[ \boxed{5488} \]

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)

左右の対称性を使う。右半分では放物線が接線の上にあり、差は \((x-14)^2\)。したがって \(S=2\int_0^{14}(x-14)^2\,dx\)。

\[ \boxed{\frac{5488}{3}} \]

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 複素数の回転と正三角形

(1)

\[ C-A=(B-A)(\cos(\pi/3)\pm i\sin(\pi/3)) \]

。整理すると \(C=(A+B)/2\pm i\sqrt3(B-A)/2\)。両符号が2つの側を表す。

\[ \boxed{C=7(1\pm\sqrt3)(1+i)} \]

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)

\(|B-A|=14\sqrt2\)。正三角形の面積は辺の2乗の \(\sqrt3/4\) 倍。

\[ \boxed{S=98\sqrt{3}} \]

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)

正三角形の外心は重心とも一致するので \((A+B+C)/3\)。半径は辺の長さを \(\sqrt3\) で割る。

\[ \boxed{O_\pm=\frac{7}{3}(3\pm\sqrt3)(1+i),\quad R=\frac{14}{3}\sqrt{6}} \]

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 定義域のある二次関数とパラメータ

(1)

平方完成すると \(f_t(x)=(x-t)^2+196-t^2\)。頂点が区間の左側・内部・右側にある場合に分ける。

\[ \boxed{\min f_t=\begin{cases}196&t\le0\\196-t^2&0<t<28\\980-56t&t\ge28\end{cases}} \]

採点の目安:考え方と立式に2点、結論と条件の確認に3点。

(2)

前問の最小値を0以上にする。内部の場合は \(-14\le t\le 14\) だが \(t>0\) との共通範囲をとる。右側の場合は条件を満たさない。

\[ \boxed{t\le14} \]

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)

判別式より \(t>14\) または \(t<-14\)。解の積が正で、区間が非負なので \(t>14\) が必要。頂点が区間内にあり、\(f_t(0)>0\)、\(f_t(28)\ge0\) なら2解とも区間内。右端での値は \(980-56t\)。

\[ \boxed{14<t\le \frac{35}{2}} \]

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。

第4問 区分求積と和の極限

(1)

\(A_n\) は \(f(x)=\sqrt{14+x}\)、

\[ B_n=\frac1n\sum_{j=1}^n\frac1{14+j/n} \]

は \(g(x)=1/(14+x)\) の右端の値を用いた和。両方とも区間[0,1]で連続なので定積分に収束する。

\[ \boxed{A_n\to\int_0^1f(x)\,dx,\quad B_n\to\int_0^1g(x)\,dx} \]

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)

\[ \lim A_n=\int_0^1\sqrt{14+x}\,dx=[\frac23(14+x)^{3/2}]_0^1 \]

。

\[ \boxed{\frac23(15\sqrt{15}-14\sqrt{14})} \]

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)

\[ \lim B_n=\int_0^1\frac1{14+x}\,dx=[\log(14+x)]_0^1 \]

。

\[ \boxed{\log\frac{15}{14}} \]

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。

第5問 委員選出と余事象の数え上げ

(1)

全員から3人を選ぶ組合せを用いる。

\[ \boxed{3276} \]

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)

女子から2人を選び、男子から1人を選ぶ。選択を組み合わせるので積をとる。

\[ \boxed{1274} \]

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)

全員が男子、全員が女子の2つの余事象は重ならない。全体から両方を引く。

\[ \boxed{2548} \]

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 三次関数の増減・接線・定積分

(1)

\(f\prime(x)=3x(x-28)\)。符号を調べるとx=0で極大、x=28で極小。

\[ \boxed{\text{極大値 }0,\quad\text{極小値 }-10976} \]

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)

傾きは \(-588\)、接点のy座標は \(-5488\)。点傾きの式で接線を求める。

\[ \boxed{y=-588x+2744} \]

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)

多項式を項別に積分し、上端と下端の値の差をとる。定積分は符号付きの値である。

\[ \boxed{-259308} \]

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。