龍谷大学 理系・数学IIIを含む 数学記述模試 第071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。基本事項から標準問題まで、各大問の3小問で段階的に確認します。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 二次関数の頂点・解・不等式(17点)

実数全体で \(f(x)=x^2-24x+132\) を考える。

(1)平方完成して最小値とそれをとる値を求めなさい。(5点)

(2)方程式f(x)=0の解を求めなさい。(5点)

(3)不等式f(x)≤0を解きなさい。(7点)


第2問 委員選出と余事象の数え上げ(17点)

男子12人、女子12人から、区別のない委員3人を選ぶ。

(1)すべての選び方の数を求めなさい。(5点)

(2)女子2人、男子1人の選び方の数を求めなさい。(5点)

(3)男女がともに含まれる選び方の数を求めなさい。(7点)


第3問 回転軸を変える体積計算(17点)

\(0\le x\le12\) で曲線 \(y=x(12-x)\) 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4問 内積・角度とベクトルの射影(17点)

\[ \mathbf a=(12,1),\ \mathbf b=(1,12) \]

とする。

(1)内積と、それぞれの大きさを求めなさい。(5点)

(2)2つのベクトルのなす角の余弦を求めなさい。(5点)

(3)実数tに対し、|a−tb|²の最小値とそのときのtを求めなさい。(7点)


第5問 三次関数の増減・接線・定積分(16点)

\(f(x)=x^3-36x^2\) とする。

(1)極大値と極小値を求めなさい。(4点)

(2)\(x=12\) における接線を求めなさい。(4点)

(3)\(\int_0^{36} f(x)\,dx\) 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 \(A=12,B=12i\) 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 二次関数の頂点・解・不等式

(1)

\(f(x)=(x-12)^2-12\)。平方は非負なので頂点で最小になる。

\[ \boxed{\min f=-12,\quad x=12} \]

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)

\((x-12)^2=12\) より、平方根の正負を両方とる。

\[ \boxed{x=12\pm\sqrt{12}} \]

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)

上に開く放物線の値が非正になるのは、2つの零点の間(端点を含む)である。

\[ \boxed{12-\sqrt{12}\le x\le 12+\sqrt{12}} \]

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2問 委員選出と余事象の数え上げ

(1)

全員から3人を選ぶ組合せを用いる。

\[ \boxed{2024} \]

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)

女子から2人を選び、男子から1人を選ぶ。選択を組み合わせるので積をとる。

\[ \boxed{792} \]

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)

全員が男子、全員が女子の2つの余事象は重ならない。全体から両方を引く。

\[ \boxed{1584} \]

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 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 \(S=\int_0^{12}x(12-x)\,dx\)。

\[ \boxed{288} \]

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 \(x(12-x)\) の円。

\[ V_x=\pi\int_0^{12}x^2(12-x)^2\,dx \]

。展開して項別に積分する。

\[ \boxed{\frac{41472}{5}\pi} \]

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)

\(0\le y\le144/4\)。左右の境界は \(x_\pm=(12\pm\sqrt{144-4y})/2\)。切り口は環で、面積は

\[ \pi(x_+^2-x_-^2)=12\pi\sqrt{144-4y} \]

。これをyについて積分する。

\[ \boxed{3456\pi} \]

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4問 内積・角度とベクトルの射影

(1)

対応する成分の積の和が内積。大きさは成分の2乗和の平方根。

\[ \boxed{\mathbf a\cdot\mathbf b=24,\quad |\mathbf a|=|\mathbf b|=\sqrt{145}} \]

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)

内積を2つのベクトルの大きさの積で割る。

\[ \boxed{\frac{24}{145}} \]

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)

\[ |\mathbf a-t\mathbf b|^2=145t^2-48t+145 \]

。平方完成して頂点を求める。

\[ \boxed{\min=\frac{20449}{145},\quad t=\frac{24}{145}} \]

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 三次関数の増減・接線・定積分

(1)

\(f\prime(x)=3x(x-24)\)。符号を調べるとx=0で極大、x=24で極小。

\[ \boxed{\text{極大値 }0,\quad\text{極小値 }-6912} \]

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 \(-432\)、接点のy座標は \(-3456\)。点傾きの式で接線を求める。

\[ \boxed{y=-432x+1728} \]

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。

\[ \boxed{-139968} \]

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。

\[ \boxed{C=6(1\pm\sqrt3)(1+i)} \]

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)

\(|B-A|=12\sqrt2\)。正三角形の面積は辺の2乗の \(\sqrt3/4\) 倍。

\[ \boxed{S=72\sqrt{3}} \]

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。

\[ \boxed{O_\pm=2(3\pm\sqrt3)(1+i),\quad R=4\sqrt{6}} \]

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。