兵庫県立大学 理系・数学IIIを含む 数学記述模試 第010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。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 1の累乗根と積・距離の和(17点)

方程式 \(z^8=1\) の相異なる解を \(z_0,z_1,\ldots,z_{7}\) とし、\(z_0=1\) とする。

(1)解を三角関数で表し、解の和を求めなさい。(5点)

(2)\(\sum_{j=0}^{7}|z_j-1|^2\) を求めなさい。(5点)

(3)\(\prod_{j=1}^{7}(1-z_j)\) を求めなさい。(7点)


第2問 区分求積と和の極限(17点)

正の整数nについて、

\[ A_n=\frac1n\sum_{j=1}^n\sqrt{8+\frac jn} \]

、\(B_n=\sum_{j=1}^n\frac1{8n+j}\) 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3問 余弦定理・面積・正弦定理(17点)

三角形ABCでAB=8、AC=16、角A=60°とする。

(1)BCを求めなさい。(5点)

(2)三角形の面積を求めなさい。(5点)

(3)外接円の半径を求めなさい。(7点)


第4問 データの変換と分散(17点)

5個のデータは \(6,7,8,9,10\) 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。(5点)

(2)変換後の平均・分散を求めなさい。(5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。(7点)


第5問 対数の真数条件と単調性(16点)

\(F(x)=\log_2x+\log_2(x-8)\) を考える。

(1)定義域を求めなさい。(4点)

(2)\(F(x)=\log_2 128\) を解きなさい。(4点)

(3)\(F(x)\le\log_2 128\) を解きなさい。(8点)


第6問 等差数列の一般項・和・境界(16点)

初項8、公差2の等差数列をaₙとする。

(1)一般項を求めなさい。(4点)

(2)初項から第n項までの和を求めなさい。(4点)

(3)\(a_n\ge 24\) となる最小の正の整数nを求めなさい。(8点)


解答・解説

第1問 1の累乗根と積・距離の和

(1)

単位円を \(8\) 等分する点が解。等比数列の和、または多項式の \(z^{7}\) の係数から解の和が0と分かる。

\[ \boxed{z_j=\cos\frac{2\pi j}{8}+i\sin\frac{2\pi j}{8},\quad\sum z_j=0} \]

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)

\(|z_j|=1\) なので

\[ |z_j-1|^2=2-2\operatorname{Re}z_j \]

。前問の和を使う。

\[ \boxed{16} \]

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)

\[ z^8-1=(z-1)\prod_{j=1}^{7}(z-z_j) \]

。\(z-1\) で割ると左辺は \(1+z+\cdots+z^{7}\)。多項式の恒等式にz=1を代入する。

\[ \boxed{8} \]

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。

第2問 区分求積と和の極限

(1)

\(A_n\) は \(f(x)=\sqrt{8+x}\)、

\[ B_n=\frac1n\sum_{j=1}^n\frac1{8+j/n} \]

は \(g(x)=1/(8+x)\) 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)

\[ \lim A_n=\int_0^1\sqrt{8+x}\,dx=[\frac23(8+x)^{3/2}]_0^1 \]

。

\[ \boxed{\frac23(27-16\sqrt{2})} \]

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)

\[ \lim B_n=\int_0^1\frac1{8+x}\,dx=[\log(8+x)]_0^1 \]

。

\[ \boxed{\log\frac{9}{8}} \]

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。

第3問 余弦定理・面積・正弦定理

(1)

余弦定理で \(BC^2=64+256-256\cos60^\circ\)。

\[ \boxed{8\sqrt3} \]

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)

2辺とその間の角から、辺の積と正弦の半分で面積を計算する。

\[ \boxed{32\sqrt{3}} \]

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)

正弦定理で、BCを角Aの正弦の2倍で割る。

\[ \boxed{8} \]

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。

第4問 データの変換と分散

(1)

平均は中央の \(8\)。偏差は −2,−1,0,1,2 なので2乗和を5で割る。

\[ \boxed{\bar x=8,\quad V_x=2} \]

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)

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。

\[ \boxed{\bar y=19,\quad V_y=8} \]

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)

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3点、結論と条件の確認に4点。

第5問 対数の真数条件と単調性

(1)

2つの真数がともに正になる条件の共通範囲をとる。

\[ \boxed{x>8} \]

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)

積の対数にまとめると \(x(x-8)=128\)。2つの根のうち真数条件を満たすものを選ぶ。

\[ \boxed{x=16} \]

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)

底が1より大きいため、各対数は定義域内で増加する。等号となる点までが解となる。

\[ \boxed{8<x\le16} \]

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 等差数列の一般項・和・境界

(1)

初項に公差のn−1倍を加える。

\[ \boxed{a_n=8+2(n-1)} \]

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)

初項と末項の平均に項数を掛ける。

\[ \boxed{S_n=n(n+7)} \]

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)

一般項を代入してnの不等式を解き、最小の整数を選ぶ。

\[ \boxed{9} \]

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。