関西大学 理系・数学IIIを含む 数学記述模試 第004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 剰余定理と三次式の因数分解(17点)

\(P(x)=x^3+ax+b\) とし、\(P(28)=0\)、\(P(-28)=43904\) 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 \(x-56\) で割った余りを求めなさい。(7点)


第2問 内分点・内積・三角形の面積(17点)

A(0,0)、B(56,0)、C(0,56)とする。PはABの中点、QはBCをBQ:QC=1:2に内分する点とする。

(1)P,Qの座標を求めなさい。(5点)

(2)ベクトルAPとAQの内積を求めなさい。(5点)

(3)三角形APQの面積を求めなさい。(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=784\\) 上の点 \(P(t,784/t)\)、\(t>0\) 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 三角関数の積分漸化式(17点)

\[ I_n=\int_0^{\pi/2}\sin^n x\,dx \]

とする。\(n\) は0以上の整数である。

(1)部分積分により、次数を2つ下げる漸化式を導きなさい。(5点)

(2)\(I_{56}\) を求めなさい。(5点)

(3)\(I_{57}\) 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 \(28\) 個、青玉 \(56\) 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 重解を使う三次曲線の面積(16点)

曲線 \(y=f(x)=x^3-2352x\) の \(x=28\) 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。(4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。(4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。(8点)


解答・解説

第1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。

\[ \boxed{a=-1568,\quad b=21952} \]

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-28)\(x^2+28x-784\)\)。残った二次方程式に解の公式を使う。

\[ \boxed{x=28,14(-1\pm\sqrt5)} \]

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。

\[ \boxed{109760} \]

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 内分点・内積・三角形の面積

(1)

中点は両端の座標の平均。内分点は2B+Cを3で割る。

\[ \boxed{P=(28,0),\quad Q=(\frac{112}{3},\frac{56}{3})} \]

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。

(2)

始点Aは原点なので位置ベクトル同士の内積を計算する。

\[ \boxed{\frac{3136}{3}} \]

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)

APを底辺にし、Qのy座標を高さにして面積を求める。

\[ \boxed{\frac{784}{3}} \]

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3問 双曲線の接線と不変な面積

(1)

\(y=784/x\) を微分して傾きを求める。接線は \(y-784/t=-784(x-t)/t^2\)。

\[ \boxed{\frac xt+\frac{yt}{784}=2,\quad(2t,0),(0,1568/t)} \]

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 \(1568/t\)。その積が \(3136\) で一定なので、面積も一定となる。

\[ \boxed{1568} \]

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 \(2t+1568/t\ge112\)。等号は \(t=28\) のとき。

\[ \boxed{\min=112,\quad P=(28,28)} \]

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 三角関数の積分漸化式

(1)

\(n\ge2\) とする。\(\sin^{n-1}x\) と \(\sin x\) に分けて部分積分すると、境界項は0で

\[ I_n=(n-1)\int\sin^{n-2}x\cos^2x\,dx=(n-1)(I_{n-2}-I_n) \]

。

\[ \boxed{I_n=\frac{n-1}nI_{n-2}\quad(n\ge2)} \]

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)

\(I_0=\pi/2\) から漸化式を \(28\) 回使う。偶数の積と奇数の積を整理すると

\[ I_{2m}=\binom{2m}{m}\pi/(2\cdot4^m) \]

。

\[ \boxed{\frac{956086325095055}{18014398509481984}\pi} \]

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)

\(I_1=1\) から漸化式を \(28\) 回使う。\(I_{2m+1}=4^m(m!)^2/(2m+1)!\)。

\[ \boxed{\frac{9007199254740992}{54496920530418135}} \]

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 \((28-1)/(84-1)\)。順序を区別しない組合せによる数え方でも一致する。

\[ \boxed{\frac{9}{83}} \]

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 \(1-\frac{56(56-1)}{84(84-1)}\)。両方が赤という確率をこれで割る。

\[ \boxed{\frac{27}{139}} \]

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 \(5(28-1)<140-1\) を用いる。

\[ \boxed{\frac15>\frac{27}{139}} \]

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 重解を使う三次曲線の面積

(1)

\(f'(28)=0\) なので \(l:y=-43904\)。差は \((x-28)^2(x+56)\)。接点の横座標は2重の根となる。

\[ \boxed{(-56,-43904),\quad(28,-43904)} \]

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)

区間 \([-56,28]\) では差は非負。

\[ S=\int_{-56}^{28}(x^3-2352x+43904)\,dx \]

。原始関数は \\(x^4/4-1176x^2+43904x\\)。

\[ \boxed{4148928} \]

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)

非負の横座標の部分は

\[ \int_0^{28}(f(x)+43904)\,dx=460992 \]

。全体の面積で割る。

\[ \boxed{\frac19} \]

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。