立命館大学 文系・数学IIまで 数学記述模試 第008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 三項間漸化式と互いに素の証明(25点)

\[ a_1=1,\ a_2=29,\ a_{n+2}=29a_{n+1}-28a_n \]

とする。

(1)隣り合う項の差に着目して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)隣り合う2項が常に互いに素であることを証明しなさい。(11点)


第2問 定義域のある二次関数とパラメータ(25点)

\(0\le x\le 56\) で \(f_t(x)=x^2-2tx+784\) とする。\(t\) は実数である。

(1)最小値を、パラメータの範囲で場合分けして求めなさい。(7点)

(2)定義域内のすべての値で関数値が非負になる条件を求めなさい。(7点)

(3)方程式 \(f_t(x)=0\) が定義域内に異なる2つの解をもつ条件を求めなさい。(11点)


第3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)


第4問 集合の包含と人数の計算(25点)

140人のクラスで、集合Aの人数は84人、集合Bは56人、両方に属する人数は28人とする。

(1)少なくとも一方に属する人数を求めなさい。(7点)

(2)どちらにも属さない人数を求めなさい。(7点)

(3)一方だけに属する人数を求めなさい。(11点)


解答・解説

第1問 三項間漸化式と互いに素の証明

(1)

\[ a_{n+2}-a_{n+1}=28(a_{n+1}-a_n) \]

。初めの差は \(28\) なので \(a_{n+1}-a_n=28^n\)。初項に差の和を加える。

\[ \boxed{a_n=\frac{28^n-1}{27}} \]

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)

一般項を代入して \(1/(28-1)\) をくくり、等比数列の和と定数の和に分ける。

\[ \boxed{S_n=\frac{28(28^n-1)-27n}{729}} \]

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)

一般項から \(a_{n+1}=28a_n+1\)。2項の公約数はその差 \(a_{n+1}-28a_n=1\) を割る。

\[ \boxed{\gcd(a_n,a_{n+1})=1} \]

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 定義域のある二次関数とパラメータ

(1)

平方完成すると \(f_t(x)=(x-t)^2+784-t^2\)。頂点が区間の左側・内部・右側にある場合に分ける。

\[ \boxed{\min f_t=\begin{cases}784&t\le0\\784-t^2&0<t<56\\3920-112t&t\ge56\end{cases}} \]

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)

前問の最小値を0以上にする。内部の場合は \(-28\le t\le 28\) だが \(t>0\) との共通範囲をとる。右側の場合は条件を満たさない。

\[ \boxed{t\le28} \]

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)

判別式より \(t>28\) または \(t<-28\)。解の積が正で、区間が非負なので \(t>28\) が必要。頂点が区間内にあり、\(f_t(0)>0\)、\(f_t(56)\ge0\) なら2解とも区間内。右端での値は \(3920-112t\)。

\[ \boxed{28<t\le 35} \]

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 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。

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。

\[ \boxed{112} \]

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)

全体から和集合の人数を引く。

\[ \boxed{28} \]

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)

和集合から共通部分を引く。

\[ \boxed{84} \]

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。