京都産業大学 理系・数学IIIを含む 数学記述模試 第036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 委員選出と余事象の数え上げ(17点)

男子10人、女子10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2問 三角関数の積分漸化式(17点)

\[ I_n=\int_0^{\pi/2}\sin^n x\,dx \]

とする。\(n\) は0以上の整数である。

(1)部分積分により、次数を2つ下げる漸化式を導きなさい。(5点)

(2)\(I_{20}\) を求めなさい。(5点)

(3)\(I_{21}\) を求めなさい。(7点)


第3問 二次関数の頂点・解・不等式(17点)

実数全体で \(f(x)=x^2-20x+90\) 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。(5点)

(2)方程式f(x)=0の解を求めなさい。(5点)

(3)不等式f(x)≤0を解きなさい。(7点)


第4問 三次関数の増減・接線・定積分(17点)

\(f(x)=x^3-30x^2\) とする。

(1)極大値と極小値を求めなさい。(5点)

(2)\(x=10\) における接線を求めなさい。(5点)

(3)\(\int_0^{30} f(x)\,dx\) を求めなさい。(7点)


第5問 内積・角度とベクトルの射影(16点)

\[ \mathbf a=(10,1),\ \mathbf b=(1,10) \]

とする。

(1)内積と、それぞれの大きさを求めなさい。(4点)

(2)2つのベクトルのなす角の余弦を求めなさい。(4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。(8点)


第6問 1の累乗根と積・距離の和(16点)

方程式 \(z^10=1\) の相異なる解を \(z_0,z_1,\ldots,z_{9}\) 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)\(\sum_{j=0}^{9}|z_j-1|^2\) を求めなさい。(4点)

(3)\(\prod_{j=1}^{9}(1-z_j)\) を求めなさい。(8点)


解答・解説

第1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。

\[ \boxed{1140} \]

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。

\[ \boxed{450} \]

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。

\[ \boxed{900} \]

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 三角関数の積分漸化式

(1)

\(n\ge2\) とする。\(\sin^{n-1}x\) と \(\sin x\) に分けて部分積分すると、境界項は0で

\[ I_n=(n-1)\int\sin^{n-2}x\cos^2x\,dx=(n-1)(I_{n-2}-I_n) \]

。

\[ \boxed{I_n=\frac{n-1}nI_{n-2}\quad(n\ge2)} \]

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)

\(I_0=\pi/2\) から漸化式を \(10\) 回使う。偶数の積と奇数の積を整理すると

\[ I_{2m}=\binom{2m}{m}\pi/(2\cdot4^m) \]

。

\[ \boxed{\frac{46189}{524288}\pi} \]

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)

\(I_1=1\) から漸化式を \(10\) 回使う。\(I_{2m+1}=4^m(m!)^2/(2m+1)!\)。

\[ \boxed{\frac{262144}{969969}} \]

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 二次関数の頂点・解・不等式

(1)

\(f(x)=(x-10)^2-10\)。平方は非負なので頂点で最小になる。

\[ \boxed{\min f=-10,\quad x=10} \]

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)

\((x-10)^2=10\) より、平方根の正負を両方とる。

\[ \boxed{x=10\pm\sqrt{10}} \]

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)

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。

\[ \boxed{10-\sqrt{10}\le x\le 10+\sqrt{10}} \]

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)

\(f\prime(x)=3x(x-20)\)。符号を調べるとx=0で極大、x=20で極小。

\[ \boxed{\text{極大値 }0,\quad\text{極小値 }-4000} \]

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 \(-300\)、接点のy座標は \(-2000\)。点傾きの式で接線を求める。

\[ \boxed{y=-300x+1000} \]

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。

\[ \boxed{-67500} \]

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 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。

\[ \boxed{\mathbf a\cdot\mathbf b=20,\quad |\mathbf a|=|\mathbf b|=\sqrt{101}} \]

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)

内積を2つのベクトルの大きさの積で割る。

\[ \boxed{\frac{20}{101}} \]

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)

\[ |\mathbf a-t\mathbf b|^2=101t^2-40t+101 \]

。平方完成して頂点を求める。

\[ \boxed{\min=\frac{9801}{101},\quad t=\frac{20}{101}} \]

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 \(10\) 等分する点が解。等比数列の和、または多項式の \(z^{9}\) の係数から解の和が0と分かる。

\[ \boxed{z_j=\cos\frac{2\pi j}{10}+i\sin\frac{2\pi j}{10},\quad\sum z_j=0} \]

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。

\[ \boxed{20} \]

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)

\[ z^10-1=(z-1)\prod_{j=1}^{9}(z-z_j) \]

。\(z-1\) で割ると左辺は \(1+z+\cdots+z^{9}\)。多項式の恒等式にz=1を代入する。

\[ \boxed{10} \]

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。