甲南大学 理系・数学IIIを含む 数学記述模試 第042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 等差数列の一般項・和・境界(17点)

初項23、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)\(a_n\ge 69\) となる最小の正の整数nを求めなさい。(7点)


第2問 対数の真数条件と単調性(17点)

\(F(x)=\log_2x+\log_2(x-23)\) を考える。

(1)定義域を求めなさい。(5点)

(2)\(F(x)=\log_2 1058\) を解きなさい。(5点)

(3)\(F(x)\le\log_2 1058\) を解きなさい。(7点)


第3問 回転軸を変える体積計算(17点)

\(0\le x\le23\) で曲線 \(y=x(23-x)\) 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4問 反復試行と条件付き確率(17点)

公平な硬貨を23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。(5点)

(2)表が少なくとも1回出る確率を求めなさい。(5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。(7点)


第5問 1の累乗根と積・距離の和(16点)

方程式 \(z^23=1\) の相異なる解を \(z_0,z_1,\ldots,z_{22}\) 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。(4点)

(2)\(\sum_{j=0}^{22}|z_j-1|^2\) を求めなさい。(4点)

(3)\(\prod_{j=1}^{22}(1-z_j)\) を求めなさい。(8点)


第6問 絶対値の和と場合分け(16点)

\(f(x)=|x-23|+|x+23|\) とする。

(1)絶対値を外し、区間で場合分けして表しなさい。(4点)

(2)最小値と、その値をとるすべてのxを求めなさい。(4点)

(3)不等式 \(f(x)\le 69\) を解きなさい。(8点)


解答・解説

第1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。

\[ \boxed{a_n=23+2(n-1)} \]

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。

\[ \boxed{S_n=n(n+22)} \]

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。

\[ \boxed{24} \]

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 対数の真数条件と単調性

(1)

2つの真数がともに正になる条件の共通範囲をとる。

\[ \boxed{x>23} \]

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)

積の対数にまとめると \(x(x-23)=1058\)。2つの根のうち真数条件を満たすものを選ぶ。

\[ \boxed{x=46} \]

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)

底が1より大きいため、各対数は定義域内で増加する。等号となる点までが解となる。

\[ \boxed{23<x\le46} \]

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 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 \(S=\int_0^{23}x(23-x)\,dx\)。

\[ \boxed{\frac{12167}{6}} \]

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 \(x(23-x)\) の円。

\[ V_x=\pi\int_0^{23}x^2(23-x)^2\,dx \]

。展開して項別に積分する。

\[ \boxed{\frac{6436343}{30}\pi} \]

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)

\(0\le y\le529/4\)。左右の境界は \(x_\pm=(23\pm\sqrt{529-4y})/2\)。切り口は環で、面積は

\[ \pi(x_+^2-x_-^2)=23\pi\sqrt{529-4y} \]

。これをyについて積分する。

\[ \boxed{\frac{279841}{6}\pi} \]

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4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 \(23\) 個の位置から2個選ぶ組合せ。各列の確率は同じ。

\[ \boxed{\frac{253}{8388608}} \]

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)

余事象はすべて裏である1列。全体からこの確率を引く。

\[ \boxed{\frac{8388607}{8388608}} \]

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)

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。

\[ \boxed{\frac{253}{8388607}} \]

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 1の累乗根と積・距離の和

(1)

単位円を \(23\) 等分する点が解。等比数列の和、または多項式の \(z^{22}\) の係数から解の和が0と分かる。

\[ \boxed{z_j=\cos\frac{2\pi j}{23}+i\sin\frac{2\pi j}{23},\quad\sum z_j=0} \]

採点の目安:考え方と立式に2点、結論と条件の確認に2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。

\[ \boxed{46} \]

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)

\[ z^23-1=(z-1)\prod_{j=1}^{22}(z-z_j) \]

。\(z-1\) で割ると左辺は \(1+z+\cdots+z^{22}\)。多項式の恒等式にz=1を代入する。

\[ \boxed{23} \]

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 絶対値の和と場合分け

(1)

符号が変わる点は \(-23,23\)。各区間でそれぞれの絶対値の中身の符号を調べる。

\[ \boxed{f(x)=\begin{cases}-2x&x<-23\\46&-23\le x\le23\\2x&x>23\end{cases}} \]

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)

中央の区間では一定で、その外側では端点から離れるほど増加する。

\[ \boxed{\min f=46,\quad -23\le x\le23} \]

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)

左右の外側で \(-2x\le 69\)、\(2x\le 69\)。中央の区間はすべて条件を満たす。

\[ \boxed{-\frac{69}{2}\le x\le \frac{69}{2}} \]

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。