日本大学 理系・数学IIIを含む 数学記述模試 第099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 区分求積と和の極限(17点)

正の整数nについて、

\[ A_n=\frac1n\sum_{j=1}^n\sqrt{23+\frac jn} \]

、

\[ B_n=\sum_{j=1}^n\frac1{23n+j} \]

とする。

(1)両方の和を、幅1/nの分割に対応する区分求積の形で説明しなさい。(5点)

(2)Aの数列の極限を求めなさい。(5点)

(3)Bの数列の極限を求めなさい。(7点)


第2問 三次関数の増減・接線・定積分(17点)

\(f(x)=x^3-69x^2\) とする。

(1)極大値と極小値を求めなさい。(5点)

(2)\(x=23\) における接線を求めなさい。(5点)

(3)\(\int_0^{69} f(x)\,dx\) を求めなさい。(7点)


第3問 委員選出と余事象の数え上げ(17点)

男子23人、女子23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4問 等差数列の一般項・和・境界(17点)

初項23、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)\(a_n\ge 69\) となる最小の正の整数nを求めなさい。(7点)


第5問 二次関数の頂点・解・不等式(16点)

実数全体で \(f(x)=x^2-46x+506\) 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)


第6問 1の累乗根と積・距離の和(16点)

方程式 \(z^23=1\) の相異なる解を \(z_0,z_1,\ldots,z_{22}\) 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)\(\sum_{j=0}^{22}|z_j-1|^2\) を求めなさい。(4点)

(3)\(\prod_{j=1}^{22}(1-z_j)\) を求めなさい。(8点)


解答・解説

第1問 区分求積と和の極限

(1)

\(A_n\) は \(f(x)=\sqrt{23+x}\)、

\[ B_n=\frac1n\sum_{j=1}^n\frac1{23+j/n} \]

は \(g(x)=1/(23+x)\) の右端の値を用いた和。両方とも区間[0,1]で連続なので定積分に収束する。

\[ \boxed{A_n\to\int_0^1f(x)\,dx,\quad B_n\to\int_0^1g(x)\,dx} \]

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)

\[ \lim A_n=\int_0^1\sqrt{23+x}\,dx=[\frac23(23+x)^{3/2}]_0^1 \]

。

\[ \boxed{\frac23(48\sqrt{6}-23\sqrt{23})} \]

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)

\[ \lim B_n=\int_0^1\frac1{23+x}\,dx=[\log(23+x)]_0^1 \]

。

\[ \boxed{\log\frac{24}{23}} \]

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 三次関数の増減・接線・定積分

(1)

\(f\prime(x)=3x(x-46)\)。符号を調べるとx=0で極大、x=46で極小。

\[ \boxed{\text{極大値 }0,\quad\text{極小値 }-48668} \]

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 \(-1587\)、接点のy座標は \(-24334\)。点傾きの式で接線を求める。

\[ \boxed{y=-1587x+12167} \]

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。

\[ \boxed{-\frac{7555707}{4}} \]

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 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。

\[ \boxed{15180} \]

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。

\[ \boxed{5819} \]

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。

\[ \boxed{11638} \]

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 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。

\[ \boxed{a_n=23+2(n-1)} \]

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。

\[ \boxed{S_n=n(n+22)} \]

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。

\[ \boxed{24} \]

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 二次関数の頂点・解・不等式

(1)

\(f(x)=(x-23)^2-23\)。平方は非負なので頂点で最小になる。

\[ \boxed{\min f=-23,\quad x=23} \]

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)

\((x-23)^2=23\) より、平方根の正負を両方とる。

\[ \boxed{x=23\pm\sqrt{23}} \]

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。

\[ \boxed{23-\sqrt{23}\le x\le 23+\sqrt{23}} \]

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 \(23\) 等分する点が解。等比数列の和、または多項式の \(z^{22}\) の係数から解の和が0と分かる。

\[ \boxed{z_j=\cos\frac{2\pi j}{23}+i\sin\frac{2\pi j}{23},\quad\sum z_j=0} \]

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。

\[ \boxed{46} \]

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)

\[ z^23-1=(z-1)\prod_{j=1}^{22}(z-z_j) \]

。\(z-1\) で割ると左辺は \(1+z+\cdots+z^{22}\)。多項式の恒等式にz=1を代入する。

\[ \boxed{23} \]

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。