順天堂大学 医学部・数学IIIを含む 数学記述模試 第097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 非復元抽出の組合せと期待値(17点)

袋に赤玉22個、青玉11個がある。玉を戻さず順に3個取り出す。赤玉の数をXとする。

(1)赤2個、青1個となる確率を求めなさい。(5点)

(2)赤玉の個数Xの期待値を求めなさい。(5点)

(3)赤2個、青1個だったという条件で、最初の玉が赤だった確率を求めなさい。(7点)


第2問 剰余定理と三次式の因数分解(17点)

\(P(x)=x^3+ax+b\) とし、\(P(11)=0\)、\(P(-11)=2662\) とする。

(1)a,bを求めなさい。(5点)

(2)P(x)=0の解をすべて求めなさい。(5点)

(3)P(x)を \(x-22\) で割った余りを求めなさい。(7点)


第3問 等比数列と奇数番目の項の和(17点)

初項11、公比2の等比数列をaₙとする。

(1)一般項を求めなさい。(5点)

(2)初項から第n項までの和を求めなさい。(5点)

(3)最初のn個の奇数番目の項の和を求めなさい。(7点)


第4問 等周条件と三角形の面積(17点)

周の長さが \(66\) 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。(5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。(5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。(7点)


第5問 1の累乗根と積・距離の和(16点)

方程式 \(z^11=1\) の相異なる解を \(z_0,z_1,\ldots,z_{10}\) 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。(4点)

(2)\(\sum_{j=0}^{10}|z_j-1|^2\) を求めなさい。(4点)

(3)\(\prod_{j=1}^{10}(1-z_j)\) を求めなさい。(8点)


第6問 区分求積と和の極限(16点)

正の整数nについて、

\[ A_n=\frac1n\sum_{j=1}^n\sqrt{11+\frac jn} \]

、

\[ B_n=\sum_{j=1}^n\frac1{11n+j} \]

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。(4点)

(2)Aの数列の極限を求めなさい。(4点)

(3)Bの数列の極限を求めなさい。(8点)


解答・解説

第1問 非復元抽出の組合せと期待値

(1)

色ごとに玉を選ぶ組合せの積を、全体から3個選ぶ組合せで割る。

\[ \boxed{\frac{231}{496}} \]

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)

各回が赤である指示変数の和で表す。各回の周辺確率は2/3で、期待値の加法性を使う。

\[ \boxed{2} \]

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)

条件の下で青玉の位置は3通りが等確率。最初が赤なのは残りの2通り。

\[ \boxed{\frac23} \]

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 剰余定理と三次式の因数分解

(1)

2つの条件を代入してa,bの連立一次方程式を解く。

\[ \boxed{a=-242,\quad b=1331} \]

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)

\(P(x)=(x-11)\(x^2+11x-121\)\)。残った二次方程式に解の公式を使う。

\[ \boxed{x=11,\frac{11}{2}(-1\pm\sqrt5)} \]

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)

一次式で割った余りは、その一次式の零点での多項式の値に等しい。

\[ \boxed{6655} \]

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 等比数列と奇数番目の項の和

(1)

初項に公比のn−1乗を掛ける。

\[ \boxed{a_n=11\cdot2^{n-1}} \]

採点の目安:考え方と立式に2点、結論と条件の確認に3点。

(2)

和に公比を掛けて元の和を引くと、中間の項が消える。

\[ \boxed{S_n=11(2^n-1)} \]

採点の目安:考え方と立式に2点、結論と条件の確認に3点。

(3)

奇数番目の項の列は初項が同じで公比4の等比数列となる。

\[ \boxed{T_n=\frac{11}{3}(4^n-1)} \]

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4問 等周条件と三角形の面積

(1)

\(b=66-2a\)。\(b>0\) と三角不等式 \(b<2a\) の両方を満たす必要がある。

\[ \boxed{b=66-2a,\quad \frac{33}{2}<a<33} \]

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)

底辺を二等分して高さを求めると \(S^2=33(33-a)^2(2a-33)\)。微分すると \((S^2)'=198(33-a)(22-a)\)。存在範囲で \(a=22\) の前は正、後は負。最大は正三角形のとき。

\[ \boxed{a=b=22,\quad S_{\max}=121\sqrt3} \]

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。

(3)

半周長は \(33\)。内心から3辺に垂線を下ろして分割すると \(S=33r\)。

\[ \boxed{r=\frac{11}{3}\sqrt{3}} \]

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。

第5問 1の累乗根と積・距離の和

(1)

単位円を \(11\) 等分する点が解。等比数列の和、または多項式の \(z^{10}\) の係数から解の和が0と分かる。

\[ \boxed{z_j=\cos\frac{2\pi j}{11}+i\sin\frac{2\pi j}{11},\quad\sum z_j=0} \]

採点の目安:考え方と立式に2点、結論と条件の確認に2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。

\[ \boxed{22} \]

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)

\[ z^11-1=(z-1)\prod_{j=1}^{10}(z-z_j) \]

。\(z-1\) で割ると左辺は \(1+z+\cdots+z^{10}\)。多項式の恒等式にz=1を代入する。

\[ \boxed{11} \]

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 区分求積と和の極限

(1)

\(A_n\) は \(f(x)=\sqrt{11+x}\)、

\[ B_n=\frac1n\sum_{j=1}^n\frac1{11+j/n} \]

は \(g(x)=1/(11+x)\) 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2点。

(2)

\[ \lim A_n=\int_0^1\sqrt{11+x}\,dx=[\frac23(11+x)^{3/2}]_0^1 \]

。

\[ \boxed{\frac23(24\sqrt{3}-11\sqrt{11})} \]

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)

\[ \lim B_n=\int_0^1\frac1{11+x}\,dx=[\log(11+x)]_0^1 \]

。

\[ \boxed{\log\frac{12}{11}} \]

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。