明治大学 理系・数学IIIを含む 数学記述模試 第076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。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 反復試行と条件付き確率(17点)

公平な硬貨を30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 複素数の距離条件と逆数の軌跡(17点)

複素数zが \(|z-30|=2|z+30|\) 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。(5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。(5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。(7点)


第3問 回転軸を変える体積計算(17点)

\(0\le x\le30\) で曲線 \(y=x(30-x)\) 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 余弦定理・面積・正弦定理(17点)

三角形ABCでAB=30、AC=60、角A=60°とする。

(1)BCを求めなさい。(5点)

(2)三角形の面積を求めなさい。(5点)

(3)外接円の半径を求めなさい。(7点)


第5問 重解を使う三次曲線の面積(16点)

曲線 \(y=f(x)=x^3-2700x\) の \(x=30\) における接線をlとする。

(1)接線と曲線のすべての交点を求めなさい。重解の意味も説明しなさい。(4点)

(2)曲線と接線で囲まれた有限部分の面積を求めなさい。(4点)

(3)その部分のうち、横座標が非負である部分の面積が全体に占める割合を求めなさい。(8点)


第6問 二次関数の頂点・解・不等式(16点)

実数全体で \(f(x)=x^2-60x+870\) 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 反復試行と条件付き確率

(1)

表が出る2回を選ぶ方法は \(30\) 個の位置から2個選ぶ組合せ。各列の確率は同じ。

\[ \boxed{\frac{435}{1073741824}} \]

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。

\[ \boxed{\frac{1073741823}{1073741824}} \]

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。

\[ \boxed{\frac{145}{357913941}} \]

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 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 \((x-30)^2+y^2=4((x+30)^2+y^2)\)。平方完成して円の式に直す。

\[ \boxed{(x+50)^2+y^2=1600} \]

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)

原点から中心までの距離は \(150/3\)、半径は \(120/3\)。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。

\[ \boxed{\max|z|=90\ (z=-90),\quad\min|z|=10\ (z=-10)} \]

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)

前問の最小値が正なので逆数をとれる。条件を \(|1-30w|=2|1+30w|\) に直し、同様に平方完成する。

\[ \boxed{(\operatorname{Re}w+\frac{1}{18})^2+(\operatorname{Im}w)^2=\frac{4}{2025}} \]

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 \(S=\int_0^{30}x(30-x)\,dx\)。

\[ \boxed{4500} \]

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 \(x(30-x)\) の円。

\[ V_x=\pi\int_0^{30}x^2(30-x)^2\,dx \]

。展開して項別に積分する。

\[ \boxed{810000\pi} \]

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)

\(0\le y\le900/4\)。左右の境界は \(x_\pm=(30\pm\sqrt{900-4y})/2\)。切り口は環で、面積は

\[ \pi(x_+^2-x_-^2)=30\pi\sqrt{900-4y} \]

。これをyについて積分する。

\[ \boxed{135000\pi} \]

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 余弦定理・面積・正弦定理

(1)

余弦定理で

\[ BC^2=900+3600-3600\cos60^\circ \]

。

\[ \boxed{30\sqrt3} \]

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)

2辺とその間の角から、辺の積と正弦の半分で面積を計算する。

\[ \boxed{450\sqrt{3}} \]

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)

正弦定理で、BCを角Aの正弦の2倍で割る。

\[ \boxed{30} \]

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 重解を使う三次曲線の面積

(1)

\(f'(30)=0\) なので \(l:y=-54000\)。差は \((x-30)^2(x+60)\)。接点の横座標は2重の根となる。

\[ \boxed{(-60,-54000),\quad(30,-54000)} \]

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)

区間 \([-60,30]\) では差は非負。

\[ S=\int_{-60}^{30}(x^3-2700x+54000)\,dx \]

。原始関数は \\(x^4/4-1350x^2+54000x\\)。

\[ \boxed{5467500} \]

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)

非負の横座標の部分は

\[ \int_0^{30}(f(x)+54000)\,dx=607500 \]

。全体の面積で割る。

\[ \boxed{\frac19} \]

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)

\(f(x)=(x-30)^2-30\)。平方は非負なので頂点で最小になる。

\[ \boxed{\min f=-30,\quad x=30} \]

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)

\((x-30)^2=30\) より、平方根の正負を両方とる。

\[ \boxed{x=30\pm\sqrt{30}} \]

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。

\[ \boxed{30-\sqrt{30}\le x\le 30+\sqrt{30}} \]

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。