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079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 三次方程式の実数解の個数(25点)

実数 \(a\) に対し、方程式 \(x^3-1875x=a\) を考える。

(1)左辺の関数の極大値と極小値を求めなさい。(7点)

(2)異なる3つの実数解をもつための必要十分条件を求め、理由を説明しなさい。(7点)

(3)異なる実数解がちょうど2つとなる場合のパラメータと、そのときの解をすべて求めなさい。(11点)


第2問 抽出方法と条件付き確率(25点)

袋に赤玉 \(25\) 個、青玉 \(50\) 個が入っている。すべての玉は同様に確からしく選ばれる。

(1)戻さずに2個取り出すとき、両方が赤玉である確率を求めなさい。(7点)

(2)戻さずに2個取り出し、少なくとも1個は赤玉だったと分かった。両方が赤玉である条件付き確率を求めなさい。(7点)

(3)今度は1個目を戻してから2個目を取り出す。同じ条件付き確率を求め、前問の値と比較しなさい。(11点)


第3問 固定点を引く漸化式と重み付きの和(25点)

\(a_1=25,\ a_{n+1}=2a_n+25\) で定まる数列を考える。

(1)適当な定数を加えて等比数列を作り、一般項を求めなさい。(7点)

(2)初項から第n項までの和を求めなさい。(7点)

(3)\(\sum_{j=1}^n a_j/2^j\) を求めなさい。(11点)


第4問 空間の垂線と四面体(25点)

空間で

\[ O(0,0,0),A(25,0,0),B(0,50,0),C(0,0,75) \]

を考える。

(1)平面ABC上の点の座標が満たす方程式を求めなさい。(7点)

(2)Oから平面ABCに下ろした垂線の足Hと距離OHを求めなさい。(7点)

(3)四面体OABCの体積を2通りに表し、三角形ABCの面積を求めなさい。(11点)


解答・解説

第1問 三次方程式の実数解の個数

(1)

\(f'(x)=3(x-25)(x+25)\)。増減は順に増加・減少・増加なので、\(x=-25\) で極大、\(x=25\) で極小となる。

\[ \boxed{\text{極大値 }31250,\quad\text{極小値 }-31250} \]

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)

水平線が3つの単調な部分にそれぞれ1回交わる条件は、高さが極小値より大きく極大値より小さいことである。端点では接して重解をもつため除く。

\[ \boxed{-31250<a<31250} \]

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)

\(a=31250\) では \(f(x)-a=(x-50)(x+25)^2\)。\(a=-31250\) では \(f(x)-a=(x+50)(x-25)^2\)。

\[ \boxed{a=31250:x=-25,50;\quad a=-31250:x=-50,25} \]

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 抽出方法と条件付き確率

(1)

最初の赤の確率は1/3、2個目は \((25-1)/(75-1)\)。順序を区別しない組合せによる数え方でも一致する。

\[ \boxed{\frac{4}{37}} \]

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)

少なくとも1個が赤という確率は \(1-\frac{50(50-1)}{75(75-1)}\)。両方が赤という確率をこれで割る。

\[ \boxed{\frac{6}{31}} \]

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。

(3)

復元抽出では各回の赤の確率が1/3で独立。両方赤は1/9、少なくとも1個赤は5/9。比較には \(5(25-1)<125-1\) を用いる。

\[ \boxed{\frac15>\frac{6}{31}} \]

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 固定点を引く漸化式と重み付きの和

(1)

\(a_{n+1}+25=2(a_n+25)\) なので \(a_n+25=50\cdot2^{n-1}\)。

\[ \boxed{a_n=25(2^n-1)} \]

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)

一般項を代入し、\(\sum_{j=1}^n2^j=2^{n+1}-2\) を使う。

\[ \boxed{S_n=25(2^{n+1}-n-2)} \]

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)

\(a_j/2^j=25(1-2^{-j})\)。\(\sum_{j=1}^n2^{-j}=1-2^{-n}\) を差し引く。

\[ \boxed{25(n-1+2^{-n})} \]

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 空間の垂線と四面体

(1)

平面の方程式を \(ux+vy+wz=c\) とおき、3点を代入する。係数は共通倍してよい。

\[ \boxed{6x+3y+2z=150} \]

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)

法線ベクトルは \((6,3,2)\) なので \(H=s(6,3,2)\)。平面の式への代入で \(49s=150\)。距離は \(7s\)。

\[ \boxed{H=(\frac{900}{49},\frac{450}{49},\frac{300}{49}),\quad OH=\frac{150}{7}} \]

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)

底面OABの面積は \(625\)、Cからこの底面までの高さは \(75\) なので体積は \(15625\)。一方、ABCを底面とすると \(V=S_{ABC}\cdot OH/3\)。

\[ \boxed{\frac{4375}{2}} \]

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。