慶應義塾大学 経済学部・A方式 数学記述模試 第053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。応用問題で、場合分け・必要十分条件・証明の記述を重視します。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 反復試行と条件付き確率(25点)

公平な硬貨を18回投げる。表の回数をXとする。

(1)表がちょうど2回出る確率を求めなさい。(7点)

(2)表が少なくとも1回出る確率を求めなさい。(7点)

(3)表が少なくとも1回出たという条件で、ちょうど2回出た確率を求めなさい。(11点)


第2問 放物線の接線と囲まれた面積(25点)

放物線 \\(y=x^2\\) と、点 \(P(0,-324)\) を考える。

(1)この点を通る放物線の接線をすべて求めなさい。(7点)

(2)2つの接点と点Pでできる三角形の面積を求めなさい。(7点)

(3)放物線と2本の接線で囲まれた部分の面積を求めなさい。(11点)


第3問 重解を使う三次曲線の面積(25点)

曲線 \(y=f(x)=x^3-972x\) の \(x=18\) 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。(7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。(7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。(11点)


第4問 対数方程式の存在条件(25点)

\(\log_2 x+\log_2(18-x)=a\) を考える。\(a\) は実数である。

(1)真数条件を示し、実数解が存在するための必要十分条件を求めなさい。(7点)

(2)実数解の個数を場合分けして求めなさい。(7点)

(3)\(a=\log_2 \frac{243}{4}\) のとき、すべての解を求めなさい。(11点)


解答・解説

第1問 反復試行と条件付き確率

(1)

表が出る2回を選ぶ方法は \(18\) 個の位置から2個選ぶ組合せ。各列の確率は同じ。

\[ \boxed{\frac{153}{262144}} \]

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)

余事象はすべて裏である1列。全体からこの確率を引く。

\[ \boxed{\frac{262143}{262144}} \]

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)

ちょうど2回表が出る事象は条件の事象に含まれるので、前2問の確率の比をとる。

\[ \boxed{\frac{17}{29127}} \]

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 放物線の接線と囲まれた面積

(1)

接点の横座標を \(t\) とすると接線は \(y=2tx-t^2\)。Pを通る条件から \(t^2=324\)。

\[ \boxed{y=36x-324,\quad y=-36x-324} \]

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)

接点は \((\pm18,324)\)。底辺の長さは \(36\)、Pから底辺までの高さは \(648\)。

\[ \boxed{11664} \]

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)

左右の対称性を使う。右半分では放物線が接線の上にあり、差は \((x-18)^2\)。したがって \(S=2\int_0^{18}(x-18)^2\,dx\)。

\[ \boxed{3888} \]

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 重解を使う三次曲線の面積

(1)

\(f'(18)=0\) なので \(l:y=-11664\)。差は \((x-18)^2(x+36)\)。接点の横座標は2重の根となる。

\[ \boxed{(-36,-11664),\quad(18,-11664)} \]

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)

区間 \([-36,18]\) では差は非負。

\[ S=\int_{-36}^{18}(x^3-972x+11664)\,dx \]

。原始関数は \\(x^4/4-486x^2+11664x\\)。

\[ \boxed{708588} \]

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)

非負の横座標の部分は

\[ \int_0^{18}(f(x)+11664)\,dx=78732 \]

。全体の面積で割る。

\[ \boxed{\frac19} \]

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 対数方程式の存在条件

(1)

真数条件は \(0<x<18\)。\(x(18-x)=324/4-(x-18/2)^2\) なので、この積の値域は \((0,324/4]\)。対数の底が1より大きいことを使う。

\[ \boxed{0<x<18,\quad a\le\log_2 81} \]

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)

積が最大値より小さい正の値なら頂点の左右に1解ずつ、最大値なら頂点に1解、それを超えれば解はない。対数の真数条件も満たす。

\[ \boxed{a<\log_2 81:2\text{個};\quad a=\log_2 81:1\text{個};\quad a>\log_2 81:0\text{個}} \]

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)

\(x(18-x)=\frac{243}{4}\) を解く。2つの解の和は \(18\)、積は右辺。得られた解が真数条件に入ることを確認する。

\[ \boxed{x=\frac{9}{2},\ \frac{27}{2}} \]

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。