國學院大學 文系・数学IIまで 数学記述模試 第073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。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 反復試行と条件付き確率(25点)

公平な硬貨を12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 二次関数の頂点・解・不等式(25点)

実数全体で \(f(x)=x^2-24x+132\) を考える。

(1)平方完成して最小値とそれをとる値を求めなさい。(7点)

(2)方程式f(x)=0の解を求めなさい。(7点)

(3)不等式f(x)≤0を解きなさい。(11点)


第3問 内積・角度とベクトルの射影(25点)

\[ \mathbf a=(12,1),\ \mathbf b=(1,12) \]

とする。

(1)内積と、それぞれの大きさを求めなさい。(7点)

(2)2つのベクトルのなす角の余弦を求めなさい。(7点)

(3)実数tに対し、|a−tb|²の最小値とそのときのtを求めなさい。(11点)


第4問 指数方程式・不等式と置換(25点)

\(F(x)=4^x-13\cdot2^x+12\) とする。

(1)F(x)=0を解きなさい。(7点)

(2)F(x)≤0を解きなさい。(7点)

(3)F(x)の最小値と、その値をとるx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 \(12\) 個の位置から2個選ぶ組合せ。各列の確率は同じ。

\[ \boxed{\frac{33}{2048}} \]

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。

\[ \boxed{\frac{4095}{4096}} \]

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。

\[ \boxed{\frac{22}{1365}} \]

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 二次関数の頂点・解・不等式

(1)

\(f(x)=(x-12)^2-12\)。平方は非負なので頂点で最小になる。

\[ \boxed{\min f=-12,\quad x=12} \]

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)

\((x-12)^2=12\) より、平方根の正負を両方とる。

\[ \boxed{x=12\pm\sqrt{12}} \]

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)

上に開く放物線の値が非正になるのは、2つの零点の間(端点を含む)である。

\[ \boxed{12-\sqrt{12}\le x\le 12+\sqrt{12}} \]

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 内積・角度とベクトルの射影

(1)

対応する成分の積の和が内積。大きさは成分の2乗和の平方根。

\[ \boxed{\mathbf a\cdot\mathbf b=24,\quad |\mathbf a|=|\mathbf b|=\sqrt{145}} \]

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)

内積を2つのベクトルの大きさの積で割る。

\[ \boxed{\frac{24}{145}} \]

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)

\[ |\mathbf a-t\mathbf b|^2=145t^2-48t+145 \]

。平方完成して頂点を求める。

\[ \boxed{\min=\frac{20449}{145},\quad t=\frac{24}{145}} \]

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 指数方程式・不等式と置換

(1)

\(u=2^x>0\) とすると \(u^2-13u+12=(u-1)(u-12)\)。

\[ \boxed{x=0,\log_212} \]

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)

置換後の二次式が非正なのは2つの根の間。指数関数の単調性でxの範囲へ戻す。

\[ \boxed{0\le x\le\log_212} \]

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)

平方完成する。頂点のuは正なので元の指数関数でその値を実現できる。

\[ \boxed{\min F=-\frac{121}{4},\quad x=\log_2\frac{13}{2}} \]

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。