兵庫県立大学 文系・数学IIまで 数学記述模試 第092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。基本事項から標準問題まで、各大問の3小問で段階的に確認します。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 合同な2円の交点と共通弦(25点)

中心O(0,0)、A(7,0)、半径がともに7の2円を考える。上側の交点をP、下側をQとする。

(1)P,Qの座標を求めなさい。(7点)

(2)共通弦PQの長さを求めなさい。(7点)

(3)三角形OAPの面積を求めなさい。(11点)


第2問 部分分数分解と有限和の評価(25点)

\(a_n=\frac1{(n+7)(n+8)}\) とする。

(1)aₙを2つの分数の差に分解しなさい。(7点)

(2)初項から第n項までの和Sₙを求めなさい。(7点)

(3)\(S_n\ge\frac1{16}\) となる最小の正の整数nを求めなさい。(11点)


第3問 データの変換と分散(25点)

5個のデータは \(5,6,7,8,9\) である。分散は偏差の2乗の平均で定義する。各データxをy=2x+3に変換する。

(1)元のデータの平均・分散を求めなさい。(7点)

(2)変換後の平均・分散を求めなさい。(7点)

(3)元のデータと変換後のデータの相関係数を求め、符号の理由を説明しなさい。(11点)


第4問 円と直線の交点数・弦の長さ(25点)

円 \\(x^2+y^2=49\\) と直線 \(y=x+a\) を考える。

(1)共有点をもつaの範囲を求めなさい。(7点)

(2)接するときのaと接点を求めなさい。(7点)

(3)2交点を結ぶ弦の長さをaで表し、最大値を求めなさい。(11点)


解答・解説

第1問 合同な2円の交点と共通弦

(1)

PもQもOとAから等距離なので、OAの垂直二等分線上にある。横座標は \(\frac{7}{2}\)。直角三角形で三平方の定理を使って高さを求める。

\[ \boxed{P=(\frac{7}{2},\frac{7}{2}\sqrt{3}),\quad Q=(\frac{7}{2},-\frac{7}{2}\sqrt{3})} \]

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。

(2)

PQは縦の線分なのでy座標の差をとる。

\[ \boxed{7\sqrt3} \]

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)

底辺OAと高さPのy座標を掛けて2で割る。

\[ \boxed{\frac{49}{4}\sqrt{3}} \]

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 部分分数分解と有限和の評価

(1)

分子が隣接する分母の差であることを利用する。

\[ \boxed{a_n=\frac1{n+7}-\frac1{n+8}} \]

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)

隣接する項が打ち消し合い、最初と最後の分数だけが残る。

\[ \boxed{S_n=\frac{n}{8(n+8)}} \]

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)

前問の和を代入する。分母は正なので両辺に掛けてnの不等式へ直す。

\[ \boxed{8} \]

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 データの変換と分散

(1)

平均は中央の \(7\)。偏差は −2,−1,0,1,2 なので2乗和を5で割る。

\[ \boxed{\bar x=7,\quad V_x=2} \]

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。

(2)

平均は同じ一次式で変換され、各偏差は2倍になる。偏差の2乗の平均は4倍になる。

\[ \boxed{\bar y=17,\quad V_y=8} \]

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)

共分散は元の分散の2倍。標準偏差の積も元の分散の2倍であり、正の傾きの完全な直線関係となる。

\[ \boxed{r=1} \]

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4問 円と直線の交点数・弦の長さ

(1)

代入すると \\(2x^2+2ax+a^2-49=0\\)。判別式を0以上にする。

\[ \boxed{-7\sqrt2\le a\le7\sqrt2} \]

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)

判別式が0のときx=−a/2、y=a/2となる。

\[ \boxed{a=\pm7\sqrt2,\quad P=(-a/2,a/2)} \]

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)

原点から直線までの距離は|a|/√2。弦の中点までの距離と半径で直角三角形を作る。

\[ \boxed{L=\sqrt{196-2a^2},\quad\max L=14\ (a=0)} \]

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。