関西大学 文系・数学IIまで 数学記述模試 第098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。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 線分上の点と内積・最大最小(25点)

\(O(0,0),B(38,0),C(0,19)\) とする。Pは線分BC上を動く。

(1)Pを1つの実数パラメータで表し、その範囲を示しなさい。(7点)

(2)距離OPが最小になる点と最小距離を求めなさい。垂直性も確認しなさい。(7点)

(3)Pから2つの座標軸に垂線を下ろして作る長方形の面積の最大値を求めなさい。(11点)


第2問 集合の包含と人数の計算(25点)

95人のクラスで、集合Aの人数は57人、集合Bは38人、両方に属する人数は19人とする。

(1)少なくとも一方に属する人数を求めなさい。(7点)

(2)どちらにも属さない人数を求めなさい。(7点)

(3)一方だけに属する人数を求めなさい。(11点)


第3問 直角三角形の三角比と内接円(25点)

直角三角形ABCで角Aが直角、AB=19、AC=38とする。

(1)斜辺BCと角Bの余弦を求めなさい。(7点)

(2)AからBCに下ろした高さを求めなさい。(7点)

(3)内接円の半径を求めなさい。(11点)


第4問 逆数で線形化し差を足す(25点)

\[ a_1=1/19,\ a_{n+1}=a_n/(1+a_n) \]

で数列を定める。

(1)すべての項が正であることを確認し、一般項を求めなさい。(7点)

(2)\(\sum_{j=1}^n a_ja_{j+1}\) を求めなさい。(7点)

(3)\(\prod_{j=1}^n(1+a_j)\) を求めなさい。(11点)


解答・解説

第1問 線分上の点と内積・最大最小

(1)

\(P=(1-t)B+tC\) とおく。線分上なので \(0\le t\le1\)。

\[ \boxed{P=(38(1-t),19t),\quad0\le t\le1} \]

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)

\[ OP^2=361(5t^2-8t+4)=5361(t-4/5)^2+4361/5 \]

。最小のtは区間内にあり、\(\overrightarrow{BC}=(-38,19)\) とOPの内積は0。

\[ \boxed{P=(\frac{38}{5},\frac{76}{5}),\quad\min OP=\frac{38}{5}\sqrt{5}} \]

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)

長方形の面積は

\[ 722t(1-t)=\frac{361}{2}-722(t-1/2)^2 \]

。端点では面積0、内部の頂点で最大。

\[ \boxed{\max S=\frac{361}{2},\quad P=(19,\frac{19}{2})} \]

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 集合の包含と人数の計算

(1)

AとBの人数の和では共通部分を2回数えるため1回分引く。

\[ \boxed{76} \]

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)

全体から和集合の人数を引く。

\[ \boxed{19} \]

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)

和集合から共通部分を引く。

\[ \boxed{57} \]

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 直角三角形の三角比と内接円

(1)

三平方の定理で斜辺を求め、角Bの隣辺ABを斜辺で割る。

\[ \boxed{BC=19\sqrt5,\quad\cos B=\frac1{\sqrt5}} \]

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)

面積は \(361\)。底辺をBCとして面積の等式を立てる。

\[ \boxed{\frac{38}{5}\sqrt{5}} \]

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)

内心と各頂点を結ぶと、面積は内接円の半径と半周長の積になる。分母を有理化する。

\[ \boxed{r=\frac{19}{2}(3-\sqrt5)} \]

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 逆数で線形化し差を足す

(1)

初項が正で、正の項から次の正の項が作られるので帰納的にすべて正。逆数をとると \(1/a_{n+1}=1/a_n+1\)。

\[ \boxed{a_n=\frac1{n+18}} \]

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)

漸化式から

\[ a_j-a_{j+1}=a_j^2/(1+a_j)=a_ja_{j+1} \]

。和をとると中間の項が消える。

\[ \boxed{\frac1{19}-\frac1{n+19}=\frac{n}{19(n+19)}} \]

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)

漸化式を変形すると \(1+a_j=a_j/a_{j+1}\)。積では中間の項が約分される。

\[ \boxed{\frac{n+19}{19}} \]

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。