南山大学 理系・数学IIIを含む 数学記述模試 第082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 楕円の接線と切片・回転体(17点)

楕円

\[ \frac{x^2}{3844}+\frac{y^2}{961}=1 \]

の第1象限の点 \(P(62\cos t,31\sin t)\)、\(0<t<\pi/2\) を考える。

(1)この点での接線の方程式を求めなさい。(5点)

(2)接線と2つの座標軸でできる三角形の面積の最小値を求めなさい。(5点)

(3)楕円の内部をx軸の周りに回転させた立体の体積を求めなさい。(7点)


第2問 円と直線の交点数・弦の長さ(17点)

円 \\(x^2+y^2=961\\) 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。(5点)

(2)接するときのaと接点を求めなさい。(5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。(7点)


第3問 等差数列の一般項・和・境界(17点)

初項31、公差2の等差数列をaₙとする。

(1)一般項を求めなさい。(5点)

(2)初項から第n項までの和を求めなさい。(5点)

(3)\(a_n\ge 93\) となる最小の正の整数nを求めなさい。(7点)


第4問 対数の評価と部分積分(17点)

自然対数を用いる。\(1\le x\le31\) において \(f(x)=(\log x)/x\) を考える。

(1)すべての \(x>0\) で \(\log x\le x-1\) を示し、等号条件を述べなさい。(5点)

(2)定義域内での関数の最大値と、それをとる値を求めなさい。(5点)

(3)

\[ \int_1^{31}\frac{\log x}{x^2}\,dx \]

を求めなさい。(7点)


第5問 非復元抽出の組合せと期待値(16点)

袋に赤玉62個、青玉31個がある。玉を戻さず順に3個取り出す。赤玉の数をXとする。

(1)赤2個、青1個となる確率を求めなさい。(4点)

(2)赤玉の個数Xの期待値を求めなさい。(4点)

(3)赤2個、青1個だったという条件で、最初の玉が赤だった確率を求めなさい。(8点)


第6問 直角三角形の三角比と内接円(16点)

直角三角形ABCで角Aが直角、AB=31、AC=62とする。

(1)斜辺BCと角Bの余弦を求めなさい。(4点)

(2)AからBCに下ろした高さを求めなさい。(4点)

(3)内接円の半径を求めなさい。(8点)


解答・解説

第1問 楕円の接線と切片・回転体

(1)

楕円の式を陰関数微分すると \(y'=-x/(4y)\)。Pでの傾きと点を使って接線を整理する。

\[ \boxed{\frac{x\cos t}{62}+\frac{y\sin t}{31}=1} \]

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)

切片は \(62/\cos t\)、\(31/\sin t\)。面積は \(961/(\sin t\cos t)\)。\(\sin t\cos t\le1/2\)、等号は \(t=\pi/4\)。

\[ \boxed{S_{\min}=1922,\quad t=\pi/4} \]

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)

切り口の半径の2乗は \(961\(1-x^2/3844\)\)。\(-62\le x\le62\) で \\(\pi y^2\\) を積分する。

\[ \boxed{\frac{238328}{3}\pi} \]

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2問 円と直線の交点数・弦の長さ

(1)

代入すると \\(2x^2+2ax+a^2-961=0\\)。判別式を0以上にする。

\[ \boxed{-31\sqrt2\le a\le31\sqrt2} \]

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)

判別式が0のときx=−a/2、y=a/2となる。

\[ \boxed{a=\pm31\sqrt2,\quad P=(-a/2,a/2)} \]

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。

(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。

\[ \boxed{L=\sqrt{3844-2a^2},\quad\max L=62\ (a=0)} \]

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 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。

\[ \boxed{a_n=31+2(n-1)} \]

採点の目安:考え方と立式に2点、結論と条件の確認に3点。

(2)

初項と末項の平均に項数を掛ける。

\[ \boxed{S_n=n(n+30)} \]

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)

一般項を代入してnの不等式を解き、最小の整数を選ぶ。

\[ \boxed{32} \]

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 対数の評価と部分積分

(1)

\(g(x)=x-1-\log x\) とおく。\(g'(x)=(x-1)/x\) より1の前で減少、後で増加。最小値は \(g(1)=0\)。

\[ \boxed{\log x\le x-1,\quad\text{等号は }x=1} \]

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)

\(f'(x)=(1-\log x)/x^2\)。\(1<e<31\) なので、定義域内でeの前は増加、後は減少。

\[ \boxed{\max f=\frac1e,\quad x=e} \]

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)

部分積分により原始関数は \(-(\log x+1)/x\)。上下端を代入する。

\[ \boxed{1-\frac{\log31+1}{31}} \]

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 非復元抽出の組合せと期待値

(1)

色ごとに玉を選ぶ組合せの積を、全体から3個選ぶ組合せで割る。

\[ \boxed{\frac{1891}{4186}} \]

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)

各回が赤である指示変数の和で表す。各回の周辺確率は2/3で、期待値の加法性を使う。

\[ \boxed{2} \]

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)

条件の下で青玉の位置は3通りが等確率。最初が赤なのは残りの2通り。

\[ \boxed{\frac23} \]

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 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。

\[ \boxed{BC=31\sqrt5,\quad\cos B=\frac1{\sqrt5}} \]

採点の目安:考え方と立式に2点、結論と条件の確認に2点。

(2)

面積は \(961\)。底辺をBCとして面積の等式を立てる。

\[ \boxed{\frac{62}{5}\sqrt{5}} \]

採点の目安:考え方と立式に2点、結論と条件の確認に2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。

\[ \boxed{r=\frac{31}{2}(3-\sqrt5)} \]

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。