上智大学 TEAP利用型・数学IIまで 数学記述模試 第048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 余弦定理・面積・正弦定理(25点)

三角形ABCでAB=20、AC=40、角A=60°とする。

(1)BCを求めなさい。(7点)

(2)三角形の面積を求めなさい。(7点)

(3)外接円の半径を求めなさい。(11点)


第2問 反復試行と条件付き確率(25点)

公平な硬貨を20回投げる。表の回数をXとする。

(1)表がちょうど2回出る確率を求めなさい。(7点)

(2)表が少なくとも1回出る確率を求めなさい。(7点)

(3)表が少なくとも1回出たという条件で、ちょうど2回出た確率を求めなさい。(11点)


第3問 直角三角形の三角比と内接円(25点)

直角三角形ABCで角Aが直角、AB=20、AC=40とする。

(1)斜辺BCと角Bの余弦を求めなさい。(7点)

(2)AからBCに下ろした高さを求めなさい。(7点)

(3)内接円の半径を求めなさい。(11点)


第4問 三項間漸化式と互いに素の証明(25点)

\[ a_1=1,\ a_2=21,\ a_{n+2}=21a_{n+1}-20a_n \]

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)


解答・解説

第1問 余弦定理・面積・正弦定理

(1)

余弦定理で

\[ BC^2=400+1600-1600\cos60^\circ \]

。

\[ \boxed{20\sqrt3} \]

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)

2辺とその間の角から、辺の積と正弦の半分で面積を計算する。

\[ \boxed{200\sqrt{3}} \]

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。

(3)

正弦定理で、BCを角Aの正弦の2倍で割る。

\[ \boxed{20} \]

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 反復試行と条件付き確率

(1)

表が出る2回を選ぶ方法は \(20\) 個の位置から2個選ぶ組合せ。各列の確率は同じ。

\[ \boxed{\frac{95}{524288}} \]

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)

余事象はすべて裏である1列。全体からこの確率を引く。

\[ \boxed{\frac{1048575}{1048576}} \]

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)

ちょうど2回表が出る事象は条件の事象に含まれるので、前2問の確率の比をとる。

\[ \boxed{\frac{38}{209715}} \]

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 直角三角形の三角比と内接円

(1)

三平方の定理で斜辺を求め、角Bの隣辺ABを斜辺で割る。

\[ \boxed{BC=20\sqrt5,\quad\cos B=\frac1{\sqrt5}} \]

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。

(2)

面積は \(400\)。底辺をBCとして面積の等式を立てる。

\[ \boxed{8\sqrt{5}} \]

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)

内心と各頂点を結ぶと、面積は内接円の半径と半周長の積になる。分母を有理化する。

\[ \boxed{r=10(3-\sqrt5)} \]

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 三項間漸化式と互いに素の証明

(1)

\[ a_{n+2}-a_{n+1}=20(a_{n+1}-a_n) \]

。初めの差は \(20\) なので \(a_{n+1}-a_n=20^n\)。初項に差の和を加える。

\[ \boxed{a_n=\frac{20^n-1}{19}} \]

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 \(1/(20-1)\) をくくり、等比数列の和と定数の和に分ける。

\[ \boxed{S_n=\frac{20(20^n-1)-19n}{361}} \]

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 \(a_{n+1}=20a_n+1\)。2項の公約数はその差 \(a_{n+1}-20a_n=1\) 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。