甲南大学 理系・数学IIIを含む 数学記述模試 第091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 内分点・内積・三角形の面積(17点)

A(0,0)、B(54,0)、C(0,54)とする。PはABの中点、QはBCをBQ:QC=1:2に内分する点とする。

(1)P,Qの座標を求めなさい。(5点)

(2)ベクトルAPとAQの内積を求めなさい。(5点)

(3)三角形APQの面積を求めなさい。(7点)


第2問 指数方程式・不等式と置換(17点)

\(F(x)=4^x-28\cdot2^x+27\) とする。

(1)F(x)=0を解きなさい。(5点)

(2)F(x)≤0を解きなさい。(5点)

(3)F(x)の最小値と、その値をとるxを求めなさい。(7点)


第3問 回転軸を変える体積計算(17点)

\(0\le x\le27\) で曲線 \(y=x(27-x)\) 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 委員選出と余事象の数え上げ(17点)

男子27人、女子27人から、区別のない委員3人を選ぶ。

(1)すべての選び方の数を求めなさい。(5点)

(2)女子2人、男子1人の選び方の数を求めなさい。(5点)

(3)男女がともに含まれる選び方の数を求めなさい。(7点)


第5問 複素数の距離条件と逆数の軌跡(16点)

複素数zが \(|z-27|=2|z+27|\) 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。(4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。(4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。(8点)


第6問 二次関数の頂点・解・不等式(16点)

実数全体で \(f(x)=x^2-54x+702\) 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。(4点)

(2)方程式f(x)=0の解を求めなさい。(4点)

(3)不等式f(x)≤0を解きなさい。(8点)


解答・解説

第1問 内分点・内積・三角形の面積

(1)

中点は両端の座標の平均。内分点は2B+Cを3で割る。

\[ \boxed{P=(27,0),\quad Q=(36,18)} \]

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)

始点Aは原点なので位置ベクトル同士の内積を計算する。

\[ \boxed{972} \]

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)

APを底辺にし、Qのy座標を高さにして面積を求める。

\[ \boxed{243} \]

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 指数方程式・不等式と置換

(1)

\(u=2^x>0\) とすると \(u^2-28u+27=(u-1)(u-27)\)。

\[ \boxed{x=0,\log_227} \]

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)

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。

\[ \boxed{0\le x\le\log_227} \]

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)

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。

\[ \boxed{\min F=-169,\quad x=\log_214} \]

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 \(S=\int_0^{27}x(27-x)\,dx\)。

\[ \boxed{\frac{6561}{2}} \]

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 \(x(27-x)\) の円。

\[ V_x=\pi\int_0^{27}x^2(27-x)^2\,dx \]

。展開して項別に積分する。

\[ \boxed{\frac{4782969}{10}\pi} \]

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)

\(0\le y\le729/4\)。左右の境界は \(x_\pm=(27\pm\sqrt{729-4y})/2\)。切り口は環で、面積は

\[ \pi(x_+^2-x_-^2)=27\pi\sqrt{729-4y} \]

。これをyについて積分する。

\[ \boxed{\frac{177147}{2}\pi} \]

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 委員選出と余事象の数え上げ

(1)

全員から3人を選ぶ組合せを用いる。

\[ \boxed{24804} \]

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)

女子から2人を選び、男子から1人を選ぶ。選択を組み合わせるので積をとる。

\[ \boxed{9477} \]

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)

全員が男子、全員が女子の2つの余事象は重ならない。全体から両方を引く。

\[ \boxed{18954} \]

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 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 \((x-27)^2+y^2=4((x+27)^2+y^2)\)。平方完成して円の式に直す。

\[ \boxed{(x+45)^2+y^2=1296} \]

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)

原点から中心までの距離は \(135/3\)、半径は \(108/3\)。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。

\[ \boxed{\max|z|=81\ (z=-81),\quad\min|z|=9\ (z=-9)} \]

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)

前問の最小値が正なので逆数をとれる。条件を \(|1-27w|=2|1+27w|\) に直し、同様に平方完成する。

\[ \boxed{(\operatorname{Re}w+\frac{5}{81})^2+(\operatorname{Im}w)^2=\frac{16}{6561}} \]

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 二次関数の頂点・解・不等式

(1)

\(f(x)=(x-27)^2-27\)。平方は非負なので頂点で最小になる。

\[ \boxed{\min f=-27,\quad x=27} \]

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)

\((x-27)^2=27\) より、平方根の正負を両方とる。

\[ \boxed{x=27\pm\sqrt{27}} \]

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)

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。

\[ \boxed{27-\sqrt{27}\le x\le 27+\sqrt{27}} \]

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。