芝浦工業大学 理系・数学IIIを含む 数学記述模試 第032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 対数の真数条件と単調性(17点)

\(F(x)=\log_2x+\log_2(x-28)\) を考える。

(1)定義域を求めなさい。(5点)

(2)\(F(x)=\log_2 1568\) を解きなさい。(5点)

(3)\(F(x)\le\log_2 1568\) を解きなさい。(7点)


第2問 複素数の距離条件と逆数の軌跡(17点)

複素数zが \(|z-28|=2|z+28|\) を満たす。

(1)実部と虚部を使って軌跡の方程式を求め、中心と半径を示しなさい。(5点)

(2)絶対値の最大値と最小値、およびそれらをとる複素数を求めなさい。(5点)

(3)逆数w=1/zの軌跡も求めなさい。逆数が定義できる理由を述べなさい。(7点)


第3問 内分点・内積・三角形の面積(17点)

A(0,0)、B(56,0)、C(0,56)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。(5点)

(2)ベクトルAPとAQの内積を求めなさい。(5点)

(3)三角形APQの面積を求めなさい。(7点)


第4問 絶対値の和と場合分け(17点)

\(f(x)=|x-28|+|x+28|\) とする。

(1)絶対値を外し、区間で場合分けして表しなさい。(5点)

(2)最小値と、その値をとるすべてのxを求めなさい。(5点)

(3)不等式 \(f(x)\le 84\) を解きなさい。(7点)


第5問 委員選出と余事象の数え上げ(16点)

男子28人、女子28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。(4点)

(2)女子2人、男子1人の選び方の数を求めなさい。(4点)

(3)男女がともに含まれる選び方の数を求めなさい。(8点)


第6問 回転軸を変える体積計算(16点)

\(0\le x\le28\) で曲線 \(y=x(28-x)\) 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。(4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。(4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。(8点)


解答・解説

第1問 対数の真数条件と単調性

(1)

2つの真数がともに正になる条件の共通範囲をとる。

\[ \boxed{x>28} \]

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)

積の対数にまとめると \(x(x-28)=1568\)。2つの根のうち真数条件を満たすものを選ぶ。

\[ \boxed{x=56} \]

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)

底が1より大きいため、各対数は定義域内で増加する。等号となる点までが解となる。

\[ \boxed{28<x\le56} \]

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 複素数の距離条件と逆数の軌跡

(1)

\(z=x+iy\) として2乗すると \((x-28)^2+y^2=4((x+28)^2+y^2)\)。平方完成して円の式に直す。

\[ \boxed{(x+\frac{140}{3})^2+y^2=\frac{12544}{9}} \]

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)

原点から中心までの距離は \(140/3\)、半径は \(112/3\)。円は原点を含まない。原点と中心を結ぶ直線上の2点で距離の極値をとる。

\[ \boxed{\max|z|=84\ (z=-84),\quad\min|z|=\frac{28}{3}\ (z=-\frac{28}{3})} \]

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。

(3)

前問の最小値が正なので逆数をとれる。条件を \(|1-28w|=2|1+28w|\) に直し、同様に平方完成する。

\[ \boxed{(\operatorname{Re}w+\frac{5}{84})^2+(\operatorname{Im}w)^2=\frac{1}{441}} \]

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 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。

\[ \boxed{P=(28,0),\quad Q=(\frac{112}{3},\frac{56}{3})} \]

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)

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。

\[ \boxed{\frac{3136}{3}} \]

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。

(3)

APを底辺にし、Qのy座標を高さにして面積を求める。

\[ \boxed{\frac{784}{3}} \]

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 絶対値の和と場合分け

(1)

符号が変わる点は \(-28,28\)。各区間でそれぞれの絶対値の中身の符号を調べる。

\[ \boxed{f(x)=\begin{cases}-2x&x<-28\\56&-28\le x\le28\\2x&x>28\end{cases}} \]

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)

中央の区間では一定で、その外側では端点から離れるほど増加する。

\[ \boxed{\min f=56,\quad -28\le x\le28} \]

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)

左右の外側で \(-2x\le 84\)、\(2x\le 84\)。中央の区間はすべて条件を満たす。

\[ \boxed{-42\le x\le 42} \]

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 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。

\[ \boxed{27720} \]

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)

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。

\[ \boxed{10584} \]

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)

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。

\[ \boxed{21168} \]

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 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 \(S=\int_0^{28}x(28-x)\,dx\)。

\[ \boxed{\frac{10976}{3}} \]

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。

(2)

切り口は半径 \(x(28-x)\) の円。

\[ V_x=\pi\int_0^{28}x^2(28-x)^2\,dx \]

。展開して項別に積分する。

\[ \boxed{\frac{8605184}{15}\pi} \]

採点の目安:考え方と立式に2点、結論と条件の確認に2点。

(3)

\(0\le y\le784/4\)。左右の境界は \(x_\pm=(28\pm\sqrt{784-4y})/2\)。切り口は環で、面積は

\[ \pi(x_+^2-x_-^2)=28\pi\sqrt{784-4y} \]

。これをyについて積分する。

\[ \boxed{\frac{307328}{3}\pi} \]

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。