立命館大学 文系・数学IIまで 数学記述模試 第076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 逆数で線形化し差を足す(25点)

\[ a_1=1/24,\ a_{n+1}=a_n/(1+a_n) \]

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。(7点)

(2)\(\sum_{j=1}^n a_ja_{j+1}\) を求めなさい。(7点)

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


第2問 三角関数を二次関数に置き換える(25点)

\(0\le\theta\le\pi/2\) で

\[ f(\theta)=\sin\theta+24\cos2\theta \]

とする。

(1)正弦の値を新しい変数にして、二次関数で表しなさい。新しい変数の範囲も書きなさい。(7点)

(2)最大値と最小値、およびそれらをとる条件を求めなさい。(7点)

(3)開区間 \(0<\theta<\pi/2\) で \(f(\theta)=24\) を満たす角がただ1つであることを示し、正弦の値を求めなさい。(11点)


第3問 内分点・内積・三角形の面積(25点)

A(0,0)、B(48,0)、C(0,48)とする。PはABの中点、QはBCをBQ:QC=1:2に内分する点とする。

(1)P,Qの座標を求めなさい。(7点)

(2)ベクトルAPとAQの内積を求めなさい。(7点)

(3)三角形APQの面積を求めなさい。(11点)


第4問 抽出方法と条件付き確率(25点)

袋に赤玉 \(24\) 個、青玉 \(48\) 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)


解答・解説

第1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 \(1/a_{n+1}=1/a_n+1\)。

\[ \boxed{a_n=\frac1{n+23}} \]

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)

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。

\[ \boxed{\frac1{24}-\frac1{n+24}=\frac{n}{24(n+24)}} \]

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)

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。

\[ \boxed{\frac{n+24}{24}} \]

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 三角関数を二次関数に置き換える

(1)

\(t=\sin\theta\) とすると \(\cos2\theta=1-2t^2\)。元の角の範囲より \(0\le t\le1\)。

\[ \boxed{f=24+t-48t^2,\quad0\le t\le1} \]

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)

平方完成より

\[ f=24+\frac1{192}-48(t-\frac1{96})^2 \]

。頂点は区間内にある。上に凸の放物線なので、最小は両端を比較する。\(f(0)=24\)、\(f(1)=-23\)。

\[ \boxed{\max f=\frac{4609}{192}\ (\sin\theta=\frac1{96}),\quad\min f=-23\ (\theta=\pi/2)} \]

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)

\(t-48t^2=0\) の解は0と \(1/48\)。開区間では0を除く。正弦はこの角の区間で狭義単調増加なので、対応する角もただ1つ。

\[ \boxed{\sin\theta=\frac1{48}} \]

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 内分点・内積・三角形の面積

(1)

中点は両端の座標の平均。内分点は2B+Cを3で割る。

\[ \boxed{P=(24,0),\quad Q=(32,16)} \]

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)

始点Aは原点なので位置ベクトル同士の内積を計算する。

\[ \boxed{768} \]

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)

APを底辺にし、Qのy座標を高さにして面積を求める。

\[ \boxed{192} \]

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 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 \((24-1)/(72-1)\)。順序を区別しない組合せによる数え方でも一致する。

\[ \boxed{\frac{23}{213}} \]

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 \(1-\frac{48(48-1)}{72(72-1)}\)。両方が赤という確率をこれで割る。

\[ \boxed{\frac{23}{119}} \]

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 \(5(24-1)<120-1\) を用いる。

\[ \boxed{\frac15>\frac{23}{119}} \]

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。