上智大学 TEAP利用型・数学IIIを含む 数学記述模試 第093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 絶対値の和と場合分け(17点)

\(f(x)=|x-12|+|x+12|\) 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 \(f(x)\le 36\) 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 \(|z-12|=2|z+12|\) 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 対数の評価と部分積分(17点)

自然対数を用いる。\(1\le x\le12\) において \(f(x)=(\log x)/x\) を考える。

(1)すべての \(x>0\) で \(\log x\le x-1\) を示し、等号条件を述べなさい。(5点)

(2)定義域内での関数の最大値と、それをとる値を求めなさい。(5点)

(3)

\[ \int_1^{12}\frac{\log x}{x^2}\,dx \]

を求めなさい。(7点)


第4問 集合の包含と人数の計算(17点)

60人のクラスで、集合Aの人数は36人、集合Bは24人、両方に属する人数は12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 等比数列と奇数番目の項の和(16点)

初項12、公比2の等比数列をaₙとする。

(1)一般項を求めなさい。(4点)

(2)初項から第n項までの和を求めなさい。(4点)

(3)最初のn個の奇数番目の項の和を求めなさい。(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 \(P(0,-144)\) 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 絶対値の和と場合分け

(1)

符号が変わる点は \(-12,12\)。各区間でそれぞれの絶対値の中身の符号を調べる。

\[ \boxed{f(x)=\begin{cases}-2x&x<-12\\24&-12\le x\le12\\2x&x>12\end{cases}} \]

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。

\[ \boxed{\min f=24,\quad -12\le x\le12} \]

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 \(-2x\le 36\)、\(2x\le 36\)。中央の区間はすべて条件を満たす。

\[ \boxed{-18\le x\le 18} \]

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 \((x-12)^2+y^2=4((x+12)^2+y^2)\)。平方完成して円の式に直す。

\[ \boxed{(x+20)^2+y^2=256} \]

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 \(60/3\)、半径は \(48/3\)。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。

\[ \boxed{\max|z|=36\ (z=-36),\quad\min|z|=4\ (z=-4)} \]

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 \(|1-12w|=2|1+12w|\) に直し、同様に平方完成する。

\[ \boxed{(\operatorname{Re}w+\frac{5}{36})^2+(\operatorname{Im}w)^2=\frac{1}{81}} \]

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 対数の評価と部分積分

(1)

\(g(x)=x-1-\log x\) とおく。\(g'(x)=(x-1)/x\) より1の前で減少、後で増加。最小値は \(g(1)=0\)。

\[ \boxed{\log x\le x-1,\quad\text{等号は }x=1} \]

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)

\(f'(x)=(1-\log x)/x^2\)。\(1<e<12\) なので、定義域内でeの前は増加、後は減少。

\[ \boxed{\max f=\frac1e,\quad x=e} \]

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)

部分積分により原始関数は \(-(\log x+1)/x\)。上下端を代入する。

\[ \boxed{1-\frac{\log12+1}{12}} \]

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。

\[ \boxed{48} \]

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。

\[ \boxed{12} \]

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)

和集合から共通部分を引く。

\[ \boxed{36} \]

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 等比数列と奇数番目の項の和

(1)

初項に公比のn−1乗を掛ける。

\[ \boxed{a_n=12\cdot2^{n-1}} \]

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)

和に公比を掛けて元の和を引くと、中間の項が消える。

\[ \boxed{S_n=12(2^n-1)} \]

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)

奇数番目の項の列は初項が同じで公比4の等比数列となる。

\[ \boxed{T_n=4(4^n-1)} \]

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 \(t^2=144\)。

\[ \boxed{y=24x-144,\quad y=-24x-144} \]

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 \((\pm12,144)\)。底辺の長さは \(24\)、Pから底辺までの高さは \(288\)。

\[ \boxed{3456} \]

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 \((x-12)^2\)。したがって \(S=2\int_0^{12}(x-12)^2\,dx\)。

\[ \boxed{1152} \]

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。