お茶の水女子大学 文教育・生活科学などの数学 数学記述模試 第073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)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 直角三角形の三角比と内接円(25点)

直角三角形ABCで角Aが直角、AB=28、AC=56とする。

(1)斜辺BCと角Bの余弦を求めなさい。(7点)

(2)AからBCに下ろした高さを求めなさい。(7点)

(3)内接円の半径を求めなさい。(11点)


第2問 非復元抽出の組合せと期待値(25点)

袋に赤玉56個、青玉28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。(7点)

(2)赤玉の個数Xの期待値を求めなさい。(7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。(11点)


第3問 重解を使う三次曲線の面積(25点)

曲線 \(y=f(x)=x^3-2352x\) の \(x=28\) 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。(7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。(7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。(11点)


第4問 線分上の点と内積・最大最小(25点)

\(O(0,0),B(56,0),C(0,28)\) とする。Pは線分BC上を動く。

(1)Pを1つの実数パラメータで表し、その範囲を示しなさい。(7点)

(2)距離OPが最小になる点と最小距離を求めなさい。垂直性も確認しなさい。(7点)

(3)Pから2つの座標軸に垂線を下ろして作る長方形の面積の最大値を求めなさい。(11点)


解答・解説

第1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。

\[ \boxed{BC=28\sqrt5,\quad\cos B=\frac1{\sqrt5}} \]

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。

(2)

面積は \(784\)。底辺をBCとして面積の等式を立てる。

\[ \boxed{\frac{56}{5}\sqrt{5}} \]

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)

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。

\[ \boxed{r=14(3-\sqrt5)} \]

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 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。

\[ \boxed{\frac{1540}{3403}} \]

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)

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3点、結論と条件の確認に4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5点、結論と条件の確認に6点。

第3問 重解を使う三次曲線の面積

(1)

\(f'(28)=0\) なので \(l:y=-43904\)。差は \((x-28)^2(x+56)\)。接点の横座標は2重の根となる。

\[ \boxed{(-56,-43904),\quad(28,-43904)} \]

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)

区間 \([-56,28]\) では差は非負。

\[ S=\int_{-56}^{28}(x^3-2352x+43904)\,dx \]

。原始関数は \\(x^4/4-1176x^2+43904x\\)。

\[ \boxed{4148928} \]

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)

非負の横座標の部分は

\[ \int_0^{28}(f(x)+43904)\,dx=460992 \]

。全体の面積で割る。

\[ \boxed{\frac19} \]

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 線分上の点と内積・最大最小

(1)

\(P=(1-t)B+tC\) とおく。線分上なので \(0\le t\le1\)。

\[ \boxed{P=(56(1-t),28t),\quad0\le t\le1} \]

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)

\[ OP^2=784(5t^2-8t+4)=5784(t-4/5)^2+4784/5 \]

。最小のtは区間内にあり、\(\overrightarrow{BC}=(-56,28)\) とOPの内積は0。

\[ \boxed{P=(\frac{56}{5},\frac{112}{5}),\quad\min OP=\frac{56}{5}\sqrt{5}} \]

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)

長方形の面積は \(1568t(1-t)=392-1568(t-1/2)^2\)。端点では面積0、内部の頂点で最大。

\[ \boxed{\max S=392,\quad P=(28,14)} \]

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。