上智大学 TEAP利用型・数学IIIを含む 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・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。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 二次関数の頂点・解・不等式(17点)

実数全体で \(f(x)=x^2-58x+812\) 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 複素数の回転と正三角形(17点)

複素数平面で \(A=29,B=29i\) 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。(5点)

(2)正三角形の面積を求めなさい。(5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。(7点)


第3問 回転軸を変える体積計算(17点)

\(0\le x\le29\) で曲線 \(y=x(29-x)\) 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 集合の包含と人数の計算(17点)

145人のクラスで、集合Aの人数は87人、集合Bは58人、両方に属する人数は29人とする。

(1)少なくとも一方に属する人数を求めなさい。(5点)

(2)どちらにも属さない人数を求めなさい。(5点)

(3)一方だけに属する人数を求めなさい。(7点)


第5問 対数の真数条件と単調性(16点)

\(F(x)=\log_2x+\log_2(x-29)\) を考える。

(1)定義域を求めなさい。(4点)

(2)\(F(x)=\log_2 1682\) を解きなさい。(4点)

(3)\(F(x)\le\log_2 1682\) を解きなさい。(8点)


第6問 放物線の接線と囲まれた面積(16点)

放物線 \\(y=x^2\\) と、点 \(P(0,-841)\) を考える。

(1)この点を通る放物線の接線をすべて求めなさい。(4点)

(2)2つの接点と点Pでできる三角形の面積を求めなさい。(4点)

(3)放物線と2本の接線で囲まれた部分の面積を求めなさい。(8点)


解答・解説

第1問 二次関数の頂点・解・不等式

(1)

\(f(x)=(x-29)^2-29\)。平方は非負なので頂点で最小になる。

\[ \boxed{\min f=-29,\quad x=29} \]

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)

\((x-29)^2=29\) より、平方根の正負を両方とる。

\[ \boxed{x=29\pm\sqrt{29}} \]

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。

\[ \boxed{29-\sqrt{29}\le x\le 29+\sqrt{29}} \]

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。

\[ \boxed{C=\frac{29}{2}(1\pm\sqrt3)(1+i)} \]

採点の目安:考え方と立式に2点、結論と条件の確認に3点。

(2)

\(|B-A|=29\sqrt2\)。正三角形の面積は辺の2乗の \(\sqrt3/4\) 倍。

\[ \boxed{S=\frac{841}{2}\sqrt{3}} \]

採点の目安:考え方と立式に2点、結論と条件の確認に3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。

\[ \boxed{O_\pm=\frac{29}{6}(3\pm\sqrt3)(1+i),\quad R=\frac{29}{3}\sqrt{6}} \]

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 \(S=\int_0^{29}x(29-x)\,dx\)。

\[ \boxed{\frac{24389}{6}} \]

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 \(x(29-x)\) の円。

\[ V_x=\pi\int_0^{29}x^2(29-x)^2\,dx \]

。展開して項別に積分する。

\[ \boxed{\frac{20511149}{30}\pi} \]

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)

\(0\le y\le841/4\)。左右の境界は \(x_\pm=(29\pm\sqrt{841-4y})/2\)。切り口は環で、面積は

\[ \pi(x_+^2-x_-^2)=29\pi\sqrt{841-4y} \]

。これをyについて積分する。

\[ \boxed{\frac{707281}{6}\pi} \]

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 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。

\[ \boxed{116} \]

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)

全体から和集合の人数を引く。

\[ \boxed{29} \]

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)

和集合から共通部分を引く。

\[ \boxed{87} \]

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 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。

\[ \boxed{x>29} \]

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)

積の対数にまとめると \(x(x-29)=1682\)。2つの根のうち真数条件を満たすものを選ぶ。

\[ \boxed{x=58} \]

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)

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。

\[ \boxed{29<x\le58} \]

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 放物線の接線と囲まれた面積

(1)

接点の横座標を \(t\) とすると接線は \(y=2tx-t^2\)。Pを通る条件から \(t^2=841\)。

\[ \boxed{y=58x-841,\quad y=-58x-841} \]

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)

接点は \((\pm29,841)\)。底辺の長さは \(58\)、Pから底辺までの高さは \(1682\)。

\[ \boxed{48778} \]

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)

左右の対称性を使う。右半分では放物線が接線の上にあり、差は \((x-29)^2\)。したがって \(S=2\int_0^{29}(x-29)^2\,dx\)。

\[ \boxed{\frac{48778}{3}} \]

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。