明治大学 政治経済学部・統計を含む 数学記述模試 第027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・統計的な推測)/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。標準計算と、条件整理・図形の立式・記述の応用を組み合わせます。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 固定点を引く漸化式と重み付きの和(25点)

\(a_1=12,\ a_{n+1}=2a_n+12\) で定まる数列を考える。

(1)適当な定数を加えて等比数列を作り、一般項を求めなさい。(7点)

(2)初項から第n項までの和を求めなさい。(7点)

(3)\(\sum_{j=1}^n a_j/2^j\) を求めなさい。(11点)


第2問 標本平均と片側検定・必要標本数(25点)

ある母集団の母標準偏差は \(12\) で既知とする。独立な \(576\) 個の標本の平均は \(\bar x=51\) だった。帰無仮説 \(\mu=50\)、対立仮説 \(\mu>50\) を有意水準5%で検定する。標本平均は正規分布で近似でき、標準正規分布の上側5%点は1.645、両側95%区間には1.96を使う。

(1)標本平均の標準偏差と標準化した検定統計量を求めなさい。(7点)

(2)検定の結論を、対立仮説の向きと有意水準を含めて説明しなさい。(7点)

(3)母平均の95%信頼区間の半幅を0.5以下にする最小の標本数を求めなさい。(11点)


第3問 剰余定理と三次式の因数分解(25点)

\(P(x)=x^3+ax+b\) とし、\(P(12)=0\)、\(P(-12)=3456\) とする。

(1)a,bを求めなさい。(7点)

(2)P(x)=0の解をすべて求めなさい。(7点)

(3)P(x)を \(x-24\) で割った余りを求めなさい。(11点)


第4問 円と直線の交点数・弦の長さ(25点)

円 \\(x^2+y^2=144\\) と直線 \(y=x+a\) を考える。

(1)共有点をもつaの範囲を求めなさい。(7点)

(2)接するときのaと接点を求めなさい。(7点)

(3)2交点を結ぶ弦の長さをaで表し、最大値を求めなさい。(11点)


解答・解説

第1問 固定点を引く漸化式と重み付きの和

(1)

\(a_{n+1}+12=2(a_n+12)\) なので \(a_n+12=24\cdot2^{n-1}\)。

\[ \boxed{a_n=12(2^n-1)} \]

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)

一般項を代入し、\(\sum_{j=1}^n2^j=2^{n+1}-2\) を使う。

\[ \boxed{S_n=12(2^{n+1}-n-2)} \]

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)

\(a_j/2^j=12(1-2^{-j})\)。\(\sum_{j=1}^n2^{-j}=1-2^{-n}\) を差し引く。

\[ \boxed{12(n-1+2^{-n})} \]

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 標本平均と片側検定・必要標本数

(1)

標本平均の標準偏差は

\[ \sigma/\sqrt n=12/\sqrt{576}=1/2 \]

。\(Z=(51-50)/(1/2)=2\)。

\[ \boxed{\sigma_{\bar X}=\frac12,\quad Z=2} \]

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)

対立仮説は平均が大きいという片側。統計量2は上側5%点1.645を超えるため帰無仮説を棄却する。5%水準で母平均が50より大きいと判断する。帰無仮説が誤りである確率が95%という意味ではない。

\[ \boxed{\text{有意水準5\%で棄却する}} \]

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)

半幅は \(1.96\sigma/\sqrt n\)。\(1.96\cdot12/\sqrt n\le0.5\) を解くと \(n\ge(3.92\cdot12)^2\)。標本数は整数なので切り上げる。

\[ \boxed{2213} \]

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 剰余定理と三次式の因数分解

(1)

2つの条件を代入してa,bの連立一次方程式を解く。

\[ \boxed{a=-288,\quad b=1728} \]

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)

\(P(x)=(x-12)\(x^2+12x-144\)\)。残った二次方程式に解の公式を使う。

\[ \boxed{x=12,6(-1\pm\sqrt5)} \]

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。

(3)

一次式で割った余りは、その一次式の零点での多項式の値に等しい。

\[ \boxed{8640} \]

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 円と直線の交点数・弦の長さ

(1)

代入すると \\(2x^2+2ax+a^2-144=0\\)。判別式を0以上にする。

\[ \boxed{-12\sqrt2\le a\le12\sqrt2} \]

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)

判別式が0のときx=−a/2、y=a/2となる。

\[ \boxed{a=\pm12\sqrt2,\quad P=(-a/2,a/2)} \]

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)

原点から直線までの距離は|a|/√2。弦の中点までの距離と半径で直角三角形を作る。

\[ \boxed{L=\sqrt{576-2a^2},\quad\max L=24\ (a=0)} \]

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。