大学受験数学 全国模試 第039回

この回のテストポイント

取り組み方

60分・100点満点の分野横断演習です。各小問の途中式や判断の理由も書きなさい。全100回で50種類のテストポイントを繰り返し復習します。隣り合う回では5問ともテストポイントが変わります。

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問題

第1問 二次関数の活用(20点)

長方形の周の長さは \(20\) cmである。一辺を \(x\) cmとし、\(0<x<10\) とする。

  1. 面積 \(S\) を \(x\) の式で表しなさい。(10点)
  2. 面積の最大値と、そのときの辺の長さを求めなさい。(10点)

第2問 図形の性質(20点)

三角形 \(ABC\) で \(AB=10\)、\(AC=15\)、\(BC=20\) とする。\(\angle A\) の内角の二等分線と \(BC\) の交点を \(D\) とする。

  1. \(BD\) と \(DC\) を求めなさい。(10点)
  2. 三角形 \(ABD\) と三角形 \(ACD\) の面積の比を求めなさい。(10点)

第3問 統計的な推測(20点)

母標準偏差10の正規母集団から100個の独立な標本をとったところ、標本平均は \(55\) だった。母標準偏差は既知とし、95%信頼区間の式 \(\overline x\pm1.96\sigma/\sqrt n\) を用いる。

  1. 母平均の95%信頼区間を求めなさい。(10点)
  2. 同じ母標準偏差で区間の幅を半分にしたい。必要な標本数を求めなさい。(10点)

第4問 積分(20点)

多項式 \(F(x)\) は \(F'(x)=3x^2-10x\)、\(F(0)=5\) を満たす。

  1. \(F(x)\) を求めなさい。(10点)
  2. \(\int_0^5\(3x^2-10x\)\,dx\) を求めなさい。(10点)

第5問 ベクトル(20点)

三角形 \(OAB\) で \(\overrightarrow{OA}=\vec a\)、\(\overrightarrow{OB}=\vec b\)。\(AB\) を \(AP:PB=1:5\) に内分する点を \(P\) とする。

  1. \(\overrightarrow{OP}\) を \(\vec a,\vec b\) で表しなさい。(10点)
  2. 三角形 \(OAP\) の面積は三角形 \(OAB\) の面積の何倍か求めなさい。(10点)

解答・解説

第1問 条件の式化と面積の最適化

もう一辺は \(10-x\) cm。したがって \(S=x(10-x)=-(x-5)^2+25\)。頂点は許された区間内にあり、2辺が等しいとき面積が最大となる。

  1. 答え
    \[ \boxed{S=x(10-x)} \]
  2. 答え
    \[ \boxed{25\ \mathrm{cm}^2,\ \text{両辺}\ 5\ \mathrm{cm}} \]

第2問 角の二等分線と辺の比

角の二等分線の定理より \(BD:DC=AB:AC=2:3\)。辺全体を5等分して配分する。2つの三角形は直線 \(BC\) に対する高さが共通なので、面積比も底辺の比に一致する。

  1. 答え
    \[ \boxed{BD=8,\ DC=12} \]
  2. 答え
    \[ \boxed{2:3} \]

第3問 母平均の信頼区間と標本数

誤差の幅は片側 \(1.96\cdot10/10=1.96\)。全幅は3.92となる。幅は \(1/\sqrt n\) に比例するので、半分にするには標本数を4倍にする。

  1. 答え
    \[ \boxed{\frac{1326}{25}\leq\mu\leq\frac{1424}{25}} \]
  2. 答え
    \[ \boxed{400} \]

第4問 積分定数と初期条件

不定積分は \(F(x)=x^3-5x^2+C\)。初期条件より \(C=5\)。定積分は原始関数の両端の差であり、\(F(5)-F(0)\) を計算する。積分定数は差で消える。

  1. 答え
    \[ \boxed{F(x)=x^3-5x^2+5} \]
  2. 答え
    \[ \boxed{0} \]

第5問 内分ベクトルと面積比

内分公式で \(\overrightarrow{OP}=(5\vec a+\vec b)/6\)。係数は向かい側の比になる。2つの三角形は \(O\) から直線 \(AB\) への高さが共通なので、面積比は \(AP/AB=1/6\)。

  1. 答え
    \[ \boxed{\frac{5\vec a+\vec b}{6}} \]
  2. 答え
    \[ \boxed{\frac{1}{6}} \]