京都産業大学 理系・数学IIIを含む 数学記述模試 第020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 反復試行と条件付き確率(17点)

公平な硬貨を27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2問 区分求積と和の極限(17点)

正の整数nについて、

\[ A_n=\frac1n\sum_{j=1}^n\sqrt{27+\frac jn} \]

、

\[ B_n=\sum_{j=1}^n\frac1{27n+j} \]

とする。

(1)両方の和を、幅1/nの分割に対応する区分求積の形で説明しなさい。(5点)

(2)Aの数列の極限を求めなさい。(5点)

(3)Bの数列の極限を求めなさい。(7点)


第3問 直角三角形の三角比と内接円(17点)

直角三角形ABCで角Aが直角、AB=27、AC=54とする。

(1)斜辺BCと角Bの余弦を求めなさい。(5点)

(2)AからBCに下ろした高さを求めなさい。(5点)

(3)内接円の半径を求めなさい。(7点)


第4問 三次関数の増減・接線・定積分(17点)

\(f(x)=x^3-81x^2\) とする。

(1)極大値と極小値を求めなさい。(5点)

(2)\(x=27\) における接線を求めなさい。(5点)

(3)\(\int_0^{81} f(x)\,dx\) 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27、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)\(a_n\ge 81\) となる最小の正の整数nを求めなさい。(8点)


第6問 1の累乗根と積・距離の和(16点)

方程式 \(z^27=1\) の相異なる解を \(z_0,z_1,\ldots,z_{26}\) 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)\(\sum_{j=0}^{26}|z_j-1|^2\) を求めなさい。(4点)

(3)\(\prod_{j=1}^{26}(1-z_j)\) を求めなさい。(8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 \(27\) 個の位置から2個選ぶ組合せ。各列の確率は同じ。

\[ \boxed{\frac{351}{134217728}} \]

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。

\[ \boxed{\frac{134217727}{134217728}} \]

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。

\[ \boxed{\frac{351}{134217727}} \]

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 区分求積と和の極限

(1)

\(A_n\) は \(f(x)=\sqrt{27+x}\)、

\[ B_n=\frac1n\sum_{j=1}^n\frac1{27+j/n} \]

は \(g(x)=1/(27+x)\) の右端の値を用いた和。両方とも区間[0,1]で連続なので定積分に収束する。

\[ \boxed{A_n\to\int_0^1f(x)\,dx,\quad B_n\to\int_0^1g(x)\,dx} \]

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)

\[ \lim A_n=\int_0^1\sqrt{27+x}\,dx=[\frac23(27+x)^{3/2}]_0^1 \]

。

\[ \boxed{\frac23(56\sqrt{7}-81\sqrt{3})} \]

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。

(3)

\[ \lim B_n=\int_0^1\frac1{27+x}\,dx=[\log(27+x)]_0^1 \]

。

\[ \boxed{\log\frac{28}{27}} \]

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 直角三角形の三角比と内接円

(1)

三平方の定理で斜辺を求め、角Bの隣辺ABを斜辺で割る。

\[ \boxed{BC=27\sqrt5,\quad\cos B=\frac1{\sqrt5}} \]

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。

(2)

面積は \(729\)。底辺をBCとして面積の等式を立てる。

\[ \boxed{\frac{54}{5}\sqrt{5}} \]

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)

内心と各頂点を結ぶと、面積は内接円の半径と半周長の積になる。分母を有理化する。

\[ \boxed{r=\frac{27}{2}(3-\sqrt5)} \]

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 三次関数の増減・接線・定積分

(1)

\(f\prime(x)=3x(x-54)\)。符号を調べるとx=0で極大、x=54で極小。

\[ \boxed{\text{極大値 }0,\quad\text{極小値 }-78732} \]

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)

傾きは \(-2187\)、接点のy座標は \(-39366\)。点傾きの式で接線を求める。

\[ \boxed{y=-2187x+19683} \]

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)

多項式を項別に積分し、上端と下端の値の差をとる。定積分は符号付きの値である。

\[ \boxed{-\frac{14348907}{4}} \]

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。

\[ \boxed{a_n=27+2(n-1)} \]

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。

\[ \boxed{S_n=n(n+26)} \]

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。

\[ \boxed{28} \]

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 1の累乗根と積・距離の和

(1)

単位円を \(27\) 等分する点が解。等比数列の和、または多項式の \(z^{26}\) の係数から解の和が0と分かる。

\[ \boxed{z_j=\cos\frac{2\pi j}{27}+i\sin\frac{2\pi j}{27},\quad\sum z_j=0} \]

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。

\[ \boxed{54} \]

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)

\[ z^27-1=(z-1)\prod_{j=1}^{26}(z-z_j) \]

。\(z-1\) で割ると左辺は \(1+z+\cdots+z^{26}\)。多項式の恒等式にz=1を代入する。

\[ \boxed{27} \]

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。