神戸大学 理系・数学IIIを含む 数学記述模試 第058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)

\(0\le x\le29\) で曲線 \(y=x(29-x)\) 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 集合の包含と人数の計算(17点)

145人のクラスで、集合Aの人数は87人、集合Bは58人、両方に属する人数は29人とする。

(1)少なくとも一方に属する人数を求めなさい。(5点)

(2)どちらにも属さない人数を求めなさい。(5点)

(3)一方だけに属する人数を求めなさい。(7点)


第3問 等差数列の一般項・和・境界(17点)

初項29、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)\(a_n\ge 87\) となる最小の正の整数nを求めなさい。(7点)


第4問 複素数の距離条件と逆数の軌跡(17点)

複素数zが \(|z-29|=2|z+29|\) を満たす。

(1)実部と虚部を使って軌跡の方程式を求め、中心と半径を示しなさい。(5点)

(2)絶対値の最大値と最小値、およびそれらをとる複素数を求めなさい。(5点)

(3)逆数w=1/zの軌跡も求めなさい。逆数が定義できる理由を述べなさい。(7点)


第5問 二次方程式の解の符号(16点)

実数tに対し \\(x^2-2tx+841=0\\) を考える。

(1)実数解をもつtの範囲を求めなさい。(4点)

(2)異なる2つの正の実数解をもつtの範囲を求めなさい。(4点)

(3)2つの実数解をα,βとするとき、逆数の和をtで表しなさい。(8点)


第6問 放物線の接線と囲まれた面積(16点)

放物線 \\(y=x^2\\) と、点 \(P(0,-841)\) 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。(4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。(4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。(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 \(S=\int_0^{29}x(29-x)\,dx\)。

\[ \boxed{\frac{24389}{6}} \]

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 \(x(29-x)\) の円。

\[ V_x=\pi\int_0^{29}x^2(29-x)^2\,dx \]

。展開して項別に積分する。

\[ \boxed{\frac{20511149}{30}\pi} \]

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)

\(0\le y\le841/4\)。左右の境界は \(x_\pm=(29\pm\sqrt{841-4y})/2\)。切り口は環で、面積は

\[ \pi(x_+^2-x_-^2)=29\pi\sqrt{841-4y} \]

。これをyについて積分する。

\[ \boxed{\frac{707281}{6}\pi} \]

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 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。

\[ \boxed{116} \]

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)

全体から和集合の人数を引く。

\[ \boxed{29} \]

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)

和集合から共通部分を引く。

\[ \boxed{87} \]

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。

\[ \boxed{a_n=29+2(n-1)} \]

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。

\[ \boxed{S_n=n(n+28)} \]

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。

\[ \boxed{30} \]

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 複素数の距離条件と逆数の軌跡

(1)

\(z=x+iy\) として2乗すると \((x-29)^2+y^2=4((x+29)^2+y^2)\)。平方完成して円の式に直す。

\[ \boxed{(x+\frac{145}{3})^2+y^2=\frac{13456}{9}} \]

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)

原点から中心までの距離は \(145/3\)、半径は \(116/3\)。円は原点を含まない。原点と中心を結ぶ直線上の2点で距離の極値をとる。

\[ \boxed{\max|z|=87\ (z=-87),\quad\min|z|=\frac{29}{3}\ (z=-\frac{29}{3})} \]

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)

前問の最小値が正なので逆数をとれる。条件を \(|1-29w|=2|1+29w|\) に直し、同様に平方完成する。

\[ \boxed{(\operatorname{Re}w+\frac{5}{87})^2+(\operatorname{Im}w)^2=\frac{16}{7569}} \]

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 二次方程式の解の符号

(1)

判別式は \(4(t^2-841)\)。0以上となる範囲を求める。

\[ \boxed{t\le-29\ \text{または}\ t\ge29} \]

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)

解の積は正で、和が正なら両方正になる。重解を除くため判別式は正とする。

\[ \boxed{t>29} \]

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)

解の積は \(841\)、和は2t。積が0ではないので逆数が定義できる。

\[ \boxed{\frac1\alpha+\frac1\beta=\frac{2t}{841}} \]

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 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 \(t^2=841\)。

\[ \boxed{y=58x-841,\quad y=-58x-841} \]

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)

接点は \((\pm29,841)\)。底辺の長さは \(58\)、Pから底辺までの高さは \(1682\)。

\[ \boxed{48778} \]

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)

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 \((x-29)^2\)。したがって \(S=2\int_0^{29}(x-29)^2\,dx\)。

\[ \boxed{\frac{48778}{3}} \]

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。