自治医科大学 医学部・数学IIIを含む 数学記述模試 第008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 重解を使う三次曲線の面積(17点)

曲線 \(y=f(x)=x^3-432x\) の \(x=12\) における接線をlとする。

(1)接線と曲線のすべての交点を求めなさい。重解の意味も説明しなさい。(5点)

(2)曲線と接線で囲まれた有限部分の面積を求めなさい。(5点)

(3)その部分のうち、横座標が非負である部分の面積が全体に占める割合を求めなさい。(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、

\[ A_n=\frac1n\sum_{j=1}^n\sqrt{12+\frac jn} \]

、

\[ B_n=\sum_{j=1}^n\frac1{12n+j} \]

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 二次方程式の解の符号(17点)

実数tに対し \\(x^2-2tx+144=0\\) を考える。

(1)実数解をもつtの範囲を求めなさい。(5点)

(2)異なる2つの正の実数解をもつtの範囲を求めなさい。(5点)

(3)2つの実数解をα,βとするとき、逆数の和をtで表しなさい。(7点)


第4問 空間の垂線と四面体(17点)

空間で

\[ O(0,0,0),A(12,0,0),B(0,24,0),C(0,0,36) \]

を考える。

(1)平面ABC上の点の座標が満たす方程式を求めなさい。(5点)

(2)Oから平面ABCに下ろした垂線の足Hと距離OHを求めなさい。(5点)

(3)四面体OABCの体積を2通りに表し、三角形ABCの面積を求めなさい。(7点)


第5問 複素数の回転と正三角形(16点)

複素数平面で \(A=12,B=12i\) 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。(4点)

(2)正三角形の面積を求めなさい。(4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。(8点)


第6問 整数を選ぶ確率と条件付き確率(16点)

1から24までの整数が1枚ずつ書かれたカードから、1枚を等確率で選ぶ。Aを偶数が出る事象、Bを12より大きい数が出る事象とする。

(1)P(A),P(B)を求めなさい。(4点)

(2)P(A∩B)を求めなさい。(4点)

(3)P(A|B)を求め、AとBが独立かどうか判定しなさい。(8点)


解答・解説

第1問 重解を使う三次曲線の面積

(1)

\(f'(12)=0\) なので \(l:y=-3456\)。差は \((x-12)^2(x+24)\)。接点の横座標は2重の根となる。

\[ \boxed{(-24,-3456),\quad(12,-3456)} \]

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)

区間 \([-24,12]\) では差は非負。

\[ S=\int_{-24}^{12}(x^3-432x+3456)\,dx \]

。原始関数は \\(x^4/4-216x^2+3456x\\)。

\[ \boxed{139968} \]

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)

非負の横座標の部分は

\[ \int_0^{12}(f(x)+3456)\,dx=15552 \]

。全体の面積で割る。

\[ \boxed{\frac19} \]

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 \(f(x)=\sqrt{12+x}\)、

\[ B_n=\frac1n\sum_{j=1}^n\frac1{12+j/n} \]

は \(g(x)=1/(12+x)\) 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)

\[ \lim A_n=\int_0^1\sqrt{12+x}\,dx=[\frac23(12+x)^{3/2}]_0^1 \]

。

\[ \boxed{\frac23(13\sqrt{13}-24\sqrt{3})} \]

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)

\[ \lim B_n=\int_0^1\frac1{12+x}\,dx=[\log(12+x)]_0^1 \]

。

\[ \boxed{\log\frac{13}{12}} \]

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 二次方程式の解の符号

(1)

判別式は \(4(t^2-144)\)。0以上となる範囲を求める。

\[ \boxed{t\le-12\ \text{または}\ t\ge12} \]

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)

解の積は正で、和が正なら両方正になる。重解を除くため判別式は正とする。

\[ \boxed{t>12} \]

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)

解の積は \(144\)、和は2t。積が0ではないので逆数が定義できる。

\[ \boxed{\frac1\alpha+\frac1\beta=\frac{2t}{144}} \]

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 空間の垂線と四面体

(1)

平面の方程式を \(ux+vy+wz=c\) とおき、3点を代入する。係数は共通倍してよい。

\[ \boxed{6x+3y+2z=72} \]

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)

法線ベクトルは \((6,3,2)\) なので \(H=s(6,3,2)\)。平面の式への代入で \(49s=72\)。距離は \(7s\)。

\[ \boxed{H=(\frac{432}{49},\frac{216}{49},\frac{144}{49}),\quad OH=\frac{72}{7}} \]

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)

底面OABの面積は \(144\)、Cからこの底面までの高さは \(36\) なので体積は \(1728\)。一方、ABCを底面とすると \(V=S_{ABC}\cdot OH/3\)。

\[ \boxed{504} \]

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 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。

\[ \boxed{C=6(1\pm\sqrt3)(1+i)} \]

採点の目安:考え方と立式に2点、結論と条件の確認に2点。

(2)

\(|B-A|=12\sqrt2\)。正三角形の面積は辺の2乗の \(\sqrt3/4\) 倍。

\[ \boxed{S=72\sqrt{3}} \]

採点の目安:考え方と立式に2点、結論と条件の確認に2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。

\[ \boxed{O_\pm=2(3\pm\sqrt3)(1+i),\quad R=4\sqrt{6}} \]

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 整数を選ぶ確率と条件付き確率

(1)

偶数はk個、上半分の数もk個。全体は2k枚。

\[ \boxed{P(A)=P(B)=\frac12} \]

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)

共通部分の偶数の個数は \(12-\lfloor12/2\rfloor\)。全体の枚数で割る。

\[ \boxed{\frac{1}{4}} \]

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)

条件付き確率は共通部分の確率をP(B)で割る。これがP(A)=1/2と等しい条件を調べる。

\[ \boxed{P(A\mid B)=\frac{1}{2},\quad\text{独立である}} \]

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。