立教大学 文系・数学IIまで 数学記述模試 第038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 固定点を引く漸化式と重み付きの和(25点)

\(a_1=6,\ a_{n+1}=2a_n+6\) 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2問 剰余定理と三次式の因数分解(25点)

\(P(x)=x^3+ax+b\) とし、\(P(6)=0\)、\(P(-6)=432\) とする。

(1)a,bを求めなさい。(7点)

(2)P(x)=0の解をすべて求めなさい。(7点)

(3)P(x)を \(x-12\) で割った余りを求めなさい。(11点)


第3問 整数を選ぶ確率と条件付き確率(25点)

1から12までの整数が1枚ずつ書かれたカードから、1枚を等確率で選ぶ。Aを偶数が出る事象、Bを6より大きい数が出る事象とする。

(1)P(A),P(B)を求めなさい。(7点)

(2)P(A∩B)を求めなさい。(7点)

(3)P(A|B)を求め、AとBが独立かどうか判定しなさい。(11点)


第4問 円の弦と三角形の面積の最大化(25点)

円 \\(x^2+y^2=36\\) の内部の点 \(Q(3,0)\) を通る直線が、円とA、Bで交わる。

(1)直線が鉛直のとき、2つの交点を求めなさい。(7点)

(2)直線の傾きを実数mとするとき、弦ABの長さを求めなさい。(7点)

(3)鉛直の直線も含め、原点OとA、Bでできる三角形の面積の最大値を求め、等号が成り立つ直線を示しなさい。(11点)


解答・解説

第1問 固定点を引く漸化式と重み付きの和

(1)

\(a_{n+1}+6=2(a_n+6)\) なので \(a_n+6=12\cdot2^{n-1}\)。

\[ \boxed{a_n=6(2^n-1)} \]

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。

\[ \boxed{S_n=6(2^{n+1}-n-2)} \]

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)

\(a_j/2^j=6(1-2^{-j})\)。\(\sum_{j=1}^n2^{-j}=1-2^{-n}\) を差し引く。

\[ \boxed{6(n-1+2^{-n})} \]

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2問 剰余定理と三次式の因数分解

(1)

2つの条件を代入してa,bの連立一次方程式を解く。

\[ \boxed{a=-72,\quad b=216} \]

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)

\(P(x)=(x-6)\(x^2+6x-36\)\)。残った二次方程式に解の公式を使う。

\[ \boxed{x=6,3(-1\pm\sqrt5)} \]

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。

(3)

一次式で割った余りは、その一次式の零点での多項式の値に等しい。

\[ \boxed{1080} \]

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 整数を選ぶ確率と条件付き確率

(1)

偶数はk個、上半分の数もk個。全体は2k枚。

\[ \boxed{P(A)=P(B)=\frac12} \]

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)

共通部分の偶数の個数は \(6-\lfloor6/2\rfloor\)。全体の枚数で割る。

\[ \boxed{\frac{1}{4}} \]

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。

(3)

条件付き確率は共通部分の確率をP(B)で割る。これがP(A)=1/2と等しい条件を調べる。

\[ \boxed{P(A\mid B)=\frac{1}{2},\quad\text{独立である}} \]

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 円の弦と三角形の面積の最大化

(1)

\(x=3\) を円の式に代入する。\\(y^2=27\\)。

\[ \boxed{(3,\pm 3\sqrt{3})} \]

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。

(2)

直線は \(mx-y-3m=0\)。原点からの距離をdとすると \(d^2=\frac{36m^2}{4(1+m^2)}\)。弦の半分と距離と半径で直角三角形を作り、\(AB=2\sqrt{36-d^2}\)。

\[ \boxed{AB=6\sqrt{\frac{4+3m^2}{1+m^2}}} \]

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)

直線がQを通るので \(0\le d\le6/2\)。面積の2乗は \(d^2(36-d^2)\)。\(s=d^2\) とおくと \(s(36-s)\) は \(0\le s\le36/4\) で増加する。距離が最大となるのは鉛直の直線。

\[ \boxed{\max S=9\sqrt{3},\quad x=3} \]

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。