法政大学 文系・数学IIまで 数学記述模試 第066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 等周条件と三角形の面積(25点)

周の長さが \(36\) の二等辺三角形を考える。等しい2辺の長さをa、底辺の長さをbとする。

(1)底辺をaで表し、三角形が存在するaの範囲を求めなさい。(7点)

(2)面積が最大になる辺の長さと最大面積を求め、最大になる理由を示しなさい。(7点)

(3)面積が最大になる三角形の内接円の半径を求めなさい。(11点)


第2問 逆数で線形化し差を足す(25点)

\[ a_1=1/6,\ a_{n+1}=a_n/(1+a_n) \]

で数列を定める。

(1)すべての項が正であることを確認し、一般項を求めなさい。(7点)

(2)\(\sum_{j=1}^n a_ja_{j+1}\) を求めなさい。(7点)

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


第3問 三次方程式の実数解の個数(25点)

実数 \(a\) に対し、方程式 \(x^3-108x=a\) を考える。

(1)左辺の関数の極大値と極小値を求めなさい。(7点)

(2)異なる3つの実数解をもつための必要十分条件を求め、理由を説明しなさい。(7点)

(3)異なる実数解がちょうど2つとなる場合のパラメータと、そのときの解をすべて求めなさい。(11点)


第4問 反復試行と条件付き確率(25点)

公平な硬貨を6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 等周条件と三角形の面積

(1)

\(b=36-2a\)。\(b>0\) と三角不等式 \(b<2a\) の両方を満たす必要がある。

\[ \boxed{b=36-2a,\quad 9<a<18} \]

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)

底辺を二等分して高さを求めると \(S^2=18(18-a)^2(2a-18)\)。微分すると \((S^2)'=108(18-a)(12-a)\)。存在範囲で \(a=12\) の前は正、後は負。最大は正三角形のとき。

\[ \boxed{a=b=12,\quad S_{\max}=36\sqrt3} \]

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)

半周長は \(18\)。内心から3辺に垂線を下ろして分割すると \(S=18r\)。

\[ \boxed{r=2\sqrt{3}} \]

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 逆数で線形化し差を足す

(1)

初項が正で、正の項から次の正の項が作られるので帰納的にすべて正。逆数をとると \(1/a_{n+1}=1/a_n+1\)。

\[ \boxed{a_n=\frac1{n+5}} \]

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。

(2)

漸化式から

\[ a_j-a_{j+1}=a_j^2/(1+a_j)=a_ja_{j+1} \]

。和をとると中間の項が消える。

\[ \boxed{\frac1{6}-\frac1{n+6}=\frac{n}{6(n+6)}} \]

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。

(3)

漸化式を変形すると \(1+a_j=a_j/a_{j+1}\)。積では中間の項が約分される。

\[ \boxed{\frac{n+6}{6}} \]

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 三次方程式の実数解の個数

(1)

\(f'(x)=3(x-6)(x+6)\)。増減は順に増加・減少・増加なので、\(x=-6\) で極大、\(x=6\) で極小となる。

\[ \boxed{\text{極大値 }432,\quad\text{極小値 }-432} \]

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)

水平線が3つの単調な部分にそれぞれ1回交わる条件は、高さが極小値より大きく極大値より小さいことである。端点では接して重解をもつため除く。

\[ \boxed{-432<a<432} \]

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)

\(a=432\) では \(f(x)-a=(x-12)(x+6)^2\)。\(a=-432\) では \(f(x)-a=(x+12)(x-6)^2\)。

\[ \boxed{a=432:x=-6,12;\quad a=-432:x=-12,6} \]

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 \(6\) 個の位置から2個選ぶ組合せ。各列の確率は同じ。

\[ \boxed{\frac{15}{64}} \]

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。

\[ \boxed{\frac{63}{64}} \]

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。

\[ \boxed{\frac{5}{21}} \]

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。