工学院大学 理系・数学IIIを含む 数学記述模試 第072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。基本事項から標準問題まで、各大問の3小問で段階的に確認します。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 合同な2円の交点と共通弦(17点)

中心O(0,0)、A(14,0)、半径がともに14の2円を考える。上側の交点をP、下側をQとする。

(1)P,Qの座標を求めなさい。(5点)

(2)共通弦PQの長さを求めなさい。(5点)

(3)三角形OAPの面積を求めなさい。(7点)


第2問 回転軸を変える体積計算(17点)

\(0\le x\le14\) で曲線 \(y=x(14-x)\) 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3問 1の累乗根と積・距離の和(17点)

方程式 \(z^14=1\) の相異なる解を \(z_0,z_1,\ldots,z_{13}\) とし、\(z_0=1\) とする。

(1)解を三角関数で表し、解の和を求めなさい。(5点)

(2)\(\sum_{j=0}^{13}|z_j-1|^2\) を求めなさい。(5点)

(3)\(\prod_{j=1}^{13}(1-z_j)\) を求めなさい。(7点)


第4問 剰余定理と三次式の因数分解(17点)

\(P(x)=x^3+ax+b\) とし、\(P(14)=0\)、\(P(-14)=5488\) 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 \(x-28\) で割った余りを求めなさい。(7点)


第5問 等差数列の一般項・和・境界(16点)

初項14、公差2の等差数列をaₙとする。

(1)一般項を求めなさい。(4点)

(2)初項から第n項までの和を求めなさい。(4点)

(3)\(a_n\ge 42\) となる最小の正の整数nを求めなさい。(8点)


第6問 二次方程式の解の符号(16点)

実数tに対し \\(x^2-2tx+196=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)


解答・解説

第1問 合同な2円の交点と共通弦

(1)

PもQもOとAから等距離なので、OAの垂直二等分線上にある。横座標は \(7\)。直角三角形で三平方の定理を使って高さを求める。

\[ \boxed{P=(7,7\sqrt{3}),\quad Q=(7,-7\sqrt{3})} \]

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)

PQは縦の線分なのでy座標の差をとる。

\[ \boxed{14\sqrt3} \]

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)

底辺OAと高さPのy座標を掛けて2で割る。

\[ \boxed{49\sqrt{3}} \]

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2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 \(S=\int_0^{14}x(14-x)\,dx\)。

\[ \boxed{\frac{1372}{3}} \]

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)

切り口は半径 \(x(14-x)\) の円。

\[ V_x=\pi\int_0^{14}x^2(14-x)^2\,dx \]

。展開して項別に積分する。

\[ \boxed{\frac{268912}{15}\pi} \]

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)

\(0\le y\le196/4\)。左右の境界は \(x_\pm=(14\pm\sqrt{196-4y})/2\)。切り口は環で、面積は

\[ \pi(x_+^2-x_-^2)=14\pi\sqrt{196-4y} \]

。これをyについて積分する。

\[ \boxed{\frac{19208}{3}\pi} \]

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3問 1の累乗根と積・距離の和

(1)

単位円を \(14\) 等分する点が解。等比数列の和、または多項式の \(z^{13}\) の係数から解の和が0と分かる。

\[ \boxed{z_j=\cos\frac{2\pi j}{14}+i\sin\frac{2\pi j}{14},\quad\sum z_j=0} \]

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)

\(|z_j|=1\) なので

\[ |z_j-1|^2=2-2\operatorname{Re}z_j \]

。前問の和を使う。

\[ \boxed{28} \]

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)

\[ z^14-1=(z-1)\prod_{j=1}^{13}(z-z_j) \]

。\(z-1\) で割ると左辺は \(1+z+\cdots+z^{13}\)。多項式の恒等式にz=1を代入する。

\[ \boxed{14} \]

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 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。

\[ \boxed{a=-392,\quad b=2744} \]

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-14)\(x^2+14x-196\)\)。残った二次方程式に解の公式を使う。

\[ \boxed{x=14,7(-1\pm\sqrt5)} \]

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。

\[ \boxed{13720} \]

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 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。

\[ \boxed{a_n=14+2(n-1)} \]

採点の目安:考え方と立式に2点、結論と条件の確認に2点。

(2)

初項と末項の平均に項数を掛ける。

\[ \boxed{S_n=n(n+13)} \]

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)

一般項を代入してnの不等式を解き、最小の整数を選ぶ。

\[ \boxed{15} \]

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 二次方程式の解の符号

(1)

判別式は \(4(t^2-196)\)。0以上となる範囲を求める。

\[ \boxed{t\le-14\ \text{または}\ t\ge14} \]

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。

\[ \boxed{t>14} \]

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 \(196\)、和は2t。積が0ではないので逆数が定義できる。

\[ \boxed{\frac1\alpha+\frac1\beta=\frac{2t}{196}} \]

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。