大阪医科薬科大学 医学部・数学IIIを含む 数学記述模試 第016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。応用問題で、場合分け・必要十分条件・証明の記述を重視します。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 対数方程式の存在条件(17点)

\(\log_2 x+\log_2(14-x)=a\) を考える。\(a\) は実数である。

(1)真数条件を示し、実数解が存在するための必要十分条件を求めなさい。(5点)

(2)実数解の個数を場合分けして求めなさい。(5点)

(3)\(a=\log_2 \frac{147}{4}\) のとき、すべての解を求めなさい。(7点)


第2問 回転軸を変える体積計算(17点)

\(0\le x\le14\) で曲線 \(y=x(14-x)\) とx軸で囲まれる領域をDとする。

(1)Dの面積を求めなさい。(5点)

(2)Dをx軸の周りに1回転してできる立体の体積を求めなさい。(5点)

(3)Dをy軸の周りに1回転してできる立体の体積を、yに垂直な切り口の面積を用いて求めなさい。(7点)


第3問 放物線の接線と囲まれた面積(17点)

放物線 \\(y=x^2\\) と、点 \(P(0,-196)\) 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4問 反復試行と条件付き確率(17点)

公平な硬貨を14回投げる。表の回数をXとする。

(1)表がちょうど2回出る確率を求めなさい。(5点)

(2)表が少なくとも1回出る確率を求めなさい。(5点)

(3)表が少なくとも1回出たという条件で、ちょうど2回出た確率を求めなさい。(7点)


第5問 逆数で線形化し差を足す(16点)

\[ a_1=1/14,\ a_{n+1}=a_n/(1+a_n) \]

で数列を定める。

(1)すべての項が正であることを確認し、一般項を求めなさい。(4点)

(2)\(\sum_{j=1}^n a_ja_{j+1}\) を求めなさい。(4点)

(3)\(\prod_{j=1}^n(1+a_j)\) を求めなさい。(8点)


第6問 複素数の回転と正三角形(16点)

複素数平面で \(A=14,B=14i\) とする。ABを1辺とする正三角形の第3頂点をCとする。

(1)2つの可能な第3頂点を複素数で求めなさい。(4点)

(2)正三角形の面積を求めなさい。(4点)

(3)それぞれの外心の複素数と、共通の外接円の半径を求めなさい。(8点)


解答・解説

第1問 対数方程式の存在条件

(1)

真数条件は \(0<x<14\)。\(x(14-x)=196/4-(x-14/2)^2\) なので、この積の値域は \((0,196/4]\)。対数の底が1より大きいことを使う。

\[ \boxed{0<x<14,\quad a\le\log_2 49} \]

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)

積が最大値より小さい正の値なら頂点の左右に1解ずつ、最大値なら頂点に1解、それを超えれば解はない。対数の真数条件も満たす。

\[ \boxed{a<\log_2 49:2\text{個};\quad a=\log_2 49:1\text{個};\quad a>\log_2 49:0\text{個}} \]

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)

\(x(14-x)=\frac{147}{4}\) を解く。2つの解の和は \(14\)、積は右辺。得られた解が真数条件に入ることを確認する。

\[ \boxed{x=\frac{7}{2},\ \frac{21}{2}} \]

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。

第2問 回転軸を変える体積計算

(1)

非負の関数の下の面積なので \(S=\int_0^{14}x(14-x)\,dx\)。

\[ \boxed{\frac{1372}{3}} \]

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)

切り口は半径 \(x(14-x)\) の円。

\[ V_x=\pi\int_0^{14}x^2(14-x)^2\,dx \]

。展開して項別に積分する。

\[ \boxed{\frac{268912}{15}\pi} \]

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)

\(0\le y\le196/4\)。左右の境界は \(x_\pm=(14\pm\sqrt{196-4y})/2\)。切り口は環で、面積は

\[ \pi(x_+^2-x_-^2)=14\pi\sqrt{196-4y} \]

。これをyについて積分する。

\[ \boxed{\frac{19208}{3}\pi} \]

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 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 \(t^2=196\)。

\[ \boxed{y=28x-196,\quad y=-28x-196} \]

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 \((\pm14,196)\)。底辺の長さは \(28\)、Pから底辺までの高さは \(392\)。

\[ \boxed{5488} \]

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 \((x-14)^2\)。したがって \(S=2\int_0^{14}(x-14)^2\,dx\)。

\[ \boxed{\frac{5488}{3}} \]

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4問 反復試行と条件付き確率

(1)

表が出る2回を選ぶ方法は \(14\) 個の位置から2個選ぶ組合せ。各列の確率は同じ。

\[ \boxed{\frac{91}{16384}} \]

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)

余事象はすべて裏である1列。全体からこの確率を引く。

\[ \boxed{\frac{16383}{16384}} \]

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)

ちょうど2回表が出る事象は条件の事象に含まれるので、前2問の確率の比をとる。

\[ \boxed{\frac{91}{16383}} \]

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 逆数で線形化し差を足す

(1)

初項が正で、正の項から次の正の項が作られるので帰納的にすべて正。逆数をとると \(1/a_{n+1}=1/a_n+1\)。

\[ \boxed{a_n=\frac1{n+13}} \]

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)

漸化式から

\[ a_j-a_{j+1}=a_j^2/(1+a_j)=a_ja_{j+1} \]

。和をとると中間の項が消える。

\[ \boxed{\frac1{14}-\frac1{n+14}=\frac{n}{14(n+14)}} \]

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)

漸化式を変形すると \(1+a_j=a_j/a_{j+1}\)。積では中間の項が約分される。

\[ \boxed{\frac{n+14}{14}} \]

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 複素数の回転と正三角形

(1)

\[ C-A=(B-A)(\cos(\pi/3)\pm i\sin(\pi/3)) \]

。整理すると \(C=(A+B)/2\pm i\sqrt3(B-A)/2\)。両符号が2つの側を表す。

\[ \boxed{C=7(1\pm\sqrt3)(1+i)} \]

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)

\(|B-A|=14\sqrt2\)。正三角形の面積は辺の2乗の \(\sqrt3/4\) 倍。

\[ \boxed{S=98\sqrt{3}} \]

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)

正三角形の外心は重心とも一致するので \((A+B+C)/3\)。半径は辺の長さを \(\sqrt3\) で割る。

\[ \boxed{O_\pm=\frac{7}{3}(3\pm\sqrt3)(1+i),\quad R=\frac{14}{3}\sqrt{6}} \]

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。