金沢大学 理系・数学IIIを含む 数学記述模試 第038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 回転軸を変える体積計算(17点)

\(0\le x\le12\) で曲線 \(y=x(12-x)\) とx軸で囲まれる領域をDとする。

(1)Dの面積を求めなさい。(5点)

(2)Dをx軸の周りに1回転してできる立体の体積を求めなさい。(5点)

(3)Dをy軸の周りに1回転してできる立体の体積を、yに垂直な切り口の面積を用いて求めなさい。(7点)


第2問 二次関数の頂点・解・不等式(17点)

実数全体で \(f(x)=x^2-24x+132\) を考える。

(1)平方完成して最小値とそれをとる値を求めなさい。(5点)

(2)方程式f(x)=0の解を求めなさい。(5点)

(3)不等式f(x)≤0を解きなさい。(7点)


第3問 双曲線の接線と不変な面積(17点)

第1象限の双曲線 \\(xy=144\\) 上の点 \(P(t,144/t)\)、\(t>0\) を考える。

(1)接線の方程式と2つの軸との交点を求めなさい。(5点)

(2)接線と2つの座標軸でできる三角形の面積を求め、接点によらないことを説明しなさい。(5点)

(3)2つの正の切片の和の最小値と、そのときの接点を求めなさい。(7点)


第4問 等差数列の一般項・和・境界(17点)

初項12、公差2の等差数列を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)\(a_n\ge 36\) となる最小の正の整数nを求めなさい。(7点)


第5問 抽出方法と条件付き確率(16点)

袋に赤玉 \(12\) 個、青玉 \(24\) 個が入っている。すべての玉は同様に確からしく選ばれる。

(1)戻さずに2個取り出すとき、両方が赤玉である確率を求めなさい。(4点)

(2)戻さずに2個取り出し、少なくとも1個は赤玉だったと分かった。両方が赤玉である条件付き確率を求めなさい。(4点)

(3)今度は1個目を戻してから2個目を取り出す。同じ条件付き確率を求め、前問の値と比較しなさい。(8点)


第6問 空間の垂線と四面体(16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。(4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。(4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。(8点)


解答・解説

第1問 回転軸を変える体積計算

(1)

非負の関数の下の面積なので \(S=\int_0^{12}x(12-x)\,dx\)。

\[ \boxed{288} \]

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)

切り口は半径 \(x(12-x)\) の円。

\[ V_x=\pi\int_0^{12}x^2(12-x)^2\,dx \]

。展開して項別に積分する。

\[ \boxed{\frac{41472}{5}\pi} \]

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)

\(0\le y\le144/4\)。左右の境界は \(x_\pm=(12\pm\sqrt{144-4y})/2\)。切り口は環で、面積は

\[ \pi(x_+^2-x_-^2)=12\pi\sqrt{144-4y} \]

。これをyについて積分する。

\[ \boxed{3456\pi} \]

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 二次関数の頂点・解・不等式

(1)

\(f(x)=(x-12)^2-12\)。平方は非負なので頂点で最小になる。

\[ \boxed{\min f=-12,\quad x=12} \]

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。

(2)

\((x-12)^2=12\) より、平方根の正負を両方とる。

\[ \boxed{x=12\pm\sqrt{12}} \]

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)

上に開く放物線の値が非正になるのは、2つの零点の間(端点を含む)である。

\[ \boxed{12-\sqrt{12}\le x\le 12+\sqrt{12}} \]

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 双曲線の接線と不変な面積

(1)

\(y=144/x\) を微分して傾きを求める。接線は \(y-144/t=-144(x-t)/t^2\)。

\[ \boxed{\frac xt+\frac{yt}{144}=2,\quad(2t,0),(0,288/t)} \]

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)

切片は \(2t\) と \(288/t\)。その積が \(576\) で一定なので、面積も一定となる。

\[ \boxed{288} \]

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)

相加相乗平均より \(2t+288/t\ge48\)。等号は \(t=12\) のとき。

\[ \boxed{\min=48,\quad P=(12,12)} \]

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4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。

\[ \boxed{a_n=12+2(n-1)} \]

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。

(2)

初項と末項の平均に項数を掛ける。

\[ \boxed{S_n=n(n+11)} \]

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)

一般項を代入してnの不等式を解き、最小の整数を選ぶ。

\[ \boxed{13} \]

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 抽出方法と条件付き確率

(1)

最初の赤の確率は1/3、2個目は \((12-1)/(36-1)\)。順序を区別しない組合せによる数え方でも一致する。

\[ \boxed{\frac{11}{105}} \]

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)

少なくとも1個が赤という確率は \(1-\frac{24(24-1)}{36(36-1)}\)。両方が赤という確率をこれで割る。

\[ \boxed{\frac{11}{59}} \]

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)

復元抽出では各回の赤の確率が1/3で独立。両方赤は1/9、少なくとも1個赤は5/9。比較には \(5(12-1)<60-1\) を用いる。

\[ \boxed{\frac15>\frac{11}{59}} \]

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 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2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2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4点、結論と条件の確認に4点。