東京都市大学 数学IIまでの方式 数学記述模試 第026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。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 反復試行と条件付き確率(25点)

公平な硬貨を30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2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=30、AC=60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3問 円と直線の交点数・弦の長さ(25点)

円 \\(x^2+y^2=900\\) と直線 \(y=x+a\) を考える。

(1)共有点をもつaの範囲を求めなさい。(7点)

(2)接するときのaと接点を求めなさい。(7点)

(3)2交点を結ぶ弦の長さをaで表し、最大値を求めなさい。(11点)


第4問 内積・角度とベクトルの射影(25点)

\[ \mathbf a=(30,1),\ \mathbf b=(1,30) \]

とする。

(1)内積と、それぞれの大きさを求めなさい。(7点)

(2)2つのベクトルのなす角の余弦を求めなさい。(7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。(11点)


解答・解説

第1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 \(30\) 個の位置から2個選ぶ組合せ。各列の確率は同じ。

\[ \boxed{\frac{435}{1073741824}} \]

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。

\[ \boxed{\frac{1073741823}{1073741824}} \]

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。

\[ \boxed{\frac{145}{357913941}} \]

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 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。

\[ \boxed{BC=30\sqrt5,\quad\cos B=\frac1{\sqrt5}} \]

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 \(900\)。底辺をBCとして面積の等式を立てる。

\[ \boxed{12\sqrt{5}} \]

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。

\[ \boxed{r=15(3-\sqrt5)} \]

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3問 円と直線の交点数・弦の長さ

(1)

代入すると \\(2x^2+2ax+a^2-900=0\\)。判別式を0以上にする。

\[ \boxed{-30\sqrt2\le a\le30\sqrt2} \]

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)

判別式が0のときx=−a/2、y=a/2となる。

\[ \boxed{a=\pm30\sqrt2,\quad P=(-a/2,a/2)} \]

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)

原点から直線までの距離は|a|/√2。弦の中点までの距離と半径で直角三角形を作る。

\[ \boxed{L=\sqrt{3600-2a^2},\quad\max L=60\ (a=0)} \]

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 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。

\[ \boxed{\mathbf a\cdot\mathbf b=60,\quad |\mathbf a|=|\mathbf b|=\sqrt{901}} \]

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)

内積を2つのベクトルの大きさの積で割る。

\[ \boxed{\frac{60}{901}} \]

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)

\[ |\mathbf a-t\mathbf b|^2=901t^2-120t+901 \]

。平方完成して頂点を求める。

\[ \boxed{\min=\frac{808201}{901},\quad t=\frac{60}{901}} \]

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。