岡山大学 理系・数学IIIを含む 数学記述模試 第034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。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 放物線の接線と囲まれた面積(17点)

放物線 \\(y=x^2\\) と、点 \(P(0,-16)\) を考える。

(1)この点を通る放物線の接線をすべて求めなさい。(5点)

(2)2つの接点と点Pでできる三角形の面積を求めなさい。(5点)

(3)放物線と2本の接線で囲まれた部分の面積を求めなさい。(7点)


第2問 直角三角形の三角比と内接円(17点)

直角三角形ABCで角Aが直角、AB=4、AC=8とする。

(1)斜辺BCと角Bの余弦を求めなさい。(5点)

(2)AからBCに下ろした高さを求めなさい。(5点)

(3)内接円の半径を求めなさい。(7点)


第3問 三角関数の積分漸化式(17点)

\[ I_n=\int_0^{\pi/2}\sin^n x\,dx \]

とする。\(n\) は0以上の整数である。

(1)部分積分により、次数を2つ下げる漸化式を導きなさい。(5点)

(2)\(I_{8}\) を求めなさい。(5点)

(3)\(I_{9}\) を求めなさい。(7点)


第4問 集合の包含と人数の計算(17点)

20人のクラスで、集合Aの人数は12人、集合Bは8人、両方に属する人数は4人とする。

(1)少なくとも一方に属する人数を求めなさい。(5点)

(2)どちらにも属さない人数を求めなさい。(5点)

(3)一方だけに属する人数を求めなさい。(7点)


第5問 双曲線の接線と不変な面積(16点)

第1象限の双曲線 \\(xy=16\\) 上の点 \(P(t,16/t)\)、\(t>0\) を考える。

(1)接線の方程式と2つの軸との交点を求めなさい。(4点)

(2)接線と2つの座標軸でできる三角形の面積を求め、接点によらないことを説明しなさい。(4点)

(3)2つの正の切片の和の最小値と、そのときの接点を求めなさい。(8点)


第6問 三次関数の増減・接線・定積分(16点)

\(f(x)=x^3-12x^2\) とする。

(1)極大値と極小値を求めなさい。(4点)

(2)\(x=4\) における接線を求めなさい。(4点)

(3)\(\int_0^{12} f(x)\,dx\) を求めなさい。(8点)


解答・解説

第1問 放物線の接線と囲まれた面積

(1)

接点の横座標を \(t\) とすると接線は \(y=2tx-t^2\)。Pを通る条件から \(t^2=16\)。

\[ \boxed{y=8x-16,\quad y=-8x-16} \]

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)

接点は \((\pm4,16)\)。底辺の長さは \(8\)、Pから底辺までの高さは \(32\)。

\[ \boxed{128} \]

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)

左右の対称性を使う。右半分では放物線が接線の上にあり、差は \((x-4)^2\)。したがって \(S=2\int_0^{4}(x-4)^2\,dx\)。

\[ \boxed{\frac{128}{3}} \]

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 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。

\[ \boxed{BC=4\sqrt5,\quad\cos B=\frac1{\sqrt5}} \]

採点の目安:考え方と立式に2点、結論と条件の確認に3点。

(2)

面積は \(16\)。底辺をBCとして面積の等式を立てる。

\[ \boxed{\frac{8}{5}\sqrt{5}} \]

採点の目安:考え方と立式に2点、結論と条件の確認に3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。

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

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。

第3問 三角関数の積分漸化式

(1)

\(n\ge2\) とする。\(\sin^{n-1}x\) と \(\sin x\) に分けて部分積分すると、境界項は0で

\[ I_n=(n-1)\int\sin^{n-2}x\cos^2x\,dx=(n-1)(I_{n-2}-I_n) \]

。

\[ \boxed{I_n=\frac{n-1}nI_{n-2}\quad(n\ge2)} \]

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)

\(I_0=\pi/2\) から漸化式を \(4\) 回使う。偶数の積と奇数の積を整理すると

\[ I_{2m}=\binom{2m}{m}\pi/(2\cdot4^m) \]

。

\[ \boxed{\frac{35}{256}\pi} \]

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)

\(I_1=1\) から漸化式を \(4\) 回使う。\(I_{2m+1}=4^m(m!)^2/(2m+1)!\)。

\[ \boxed{\frac{128}{315}} \]

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 集合の包含と人数の計算

(1)

AとBの人数の和では共通部分を2回数えるため1回分引く。

\[ \boxed{16} \]

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)

全体から和集合の人数を引く。

\[ \boxed{4} \]

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)

和集合から共通部分を引く。

\[ \boxed{12} \]

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 双曲線の接線と不変な面積

(1)

\(y=16/x\) を微分して傾きを求める。接線は \(y-16/t=-16(x-t)/t^2\)。

\[ \boxed{\frac xt+\frac{yt}{16}=2,\quad(2t,0),(0,32/t)} \]

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)

切片は \(2t\) と \(32/t\)。その積が \(64\) で一定なので、面積も一定となる。

\[ \boxed{32} \]

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)

相加相乗平均より \(2t+32/t\ge16\)。等号は \(t=4\) のとき。

\[ \boxed{\min=16,\quad P=(4,4)} \]

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 三次関数の増減・接線・定積分

(1)

\(f\prime(x)=3x(x-8)\)。符号を調べるとx=0で極大、x=8で極小。

\[ \boxed{\text{極大値 }0,\quad\text{極小値 }-256} \]

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)

傾きは \(-48\)、接点のy座標は \(-128\)。点傾きの式で接線を求める。

\[ \boxed{y=-48x+64} \]

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)

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。

\[ \boxed{-1728} \]

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。