東邦大学 医学部・数学IIIを含む 数学記述模試 第054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 二次方程式の解の符号(17点)

実数tに対し \\(x^2-2tx+676=0\\) を考える。

(1)実数解をもつtの範囲を求めなさい。(5点)

(2)異なる2つの正の実数解をもつtの範囲を求めなさい。(5点)

(3)2つの実数解をα,βとするとき、逆数の和をtで表しなさい。(7点)


第2問 1の累乗根と積・距離の和(17点)

方程式 \(z^26=1\) の相異なる解を \(z_0,z_1,\ldots,z_{25}\) とし、\(z_0=1\) とする。

(1)解を三角関数で表し、解の和を求めなさい。(5点)

(2)\(\sum_{j=0}^{25}|z_j-1|^2\) を求めなさい。(5点)

(3)\(\prod_{j=1}^{25}(1-z_j)\) を求めなさい。(7点)


第3問 余弦定理・面積・正弦定理(17点)

三角形ABCでAB=26、AC=52、角A=60°とする。

(1)BCを求めなさい。(5点)

(2)三角形の面積を求めなさい。(5点)

(3)外接円の半径を求めなさい。(7点)


第4問 円と直線の交点数・弦の長さ(17点)

円 \\(x^2+y^2=676\\) 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。(5点)

(2)接するときのaと接点を求めなさい。(5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。(7点)


第5問 内積・角度とベクトルの射影(16点)

\[ \mathbf a=(26,1),\ \mathbf b=(1,26) \]

とする。

(1)内積と、それぞれの大きさを求めなさい。(4点)

(2)2つのベクトルのなす角の余弦を求めなさい。(4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。(8点)


第6問 回転軸を変える体積計算(16点)

\(0\le x\le26\) で曲線 \(y=x(26-x)\) 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 二次方程式の解の符号

(1)

判別式は \(4(t^2-676)\)。0以上となる範囲を求める。

\[ \boxed{t\le-26\ \text{または}\ t\ge26} \]

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)

解の積は正で、和が正なら両方正になる。重解を除くため判別式は正とする。

\[ \boxed{t>26} \]

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)

解の積は \(676\)、和は2t。積が0ではないので逆数が定義できる。

\[ \boxed{\frac1\alpha+\frac1\beta=\frac{2t}{676}} \]

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 1の累乗根と積・距離の和

(1)

単位円を \(26\) 等分する点が解。等比数列の和、または多項式の \(z^{25}\) の係数から解の和が0と分かる。

\[ \boxed{z_j=\cos\frac{2\pi j}{26}+i\sin\frac{2\pi j}{26},\quad\sum z_j=0} \]

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)

\(|z_j|=1\) なので

\[ |z_j-1|^2=2-2\operatorname{Re}z_j \]

。前問の和を使う。

\[ \boxed{52} \]

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)

\[ z^26-1=(z-1)\prod_{j=1}^{25}(z-z_j) \]

。\(z-1\) で割ると左辺は \(1+z+\cdots+z^{25}\)。多項式の恒等式にz=1を代入する。

\[ \boxed{26} \]

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 余弦定理・面積・正弦定理

(1)

余弦定理で

\[ BC^2=676+2704-2704\cos60^\circ \]

。

\[ \boxed{26\sqrt3} \]

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)

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。

\[ \boxed{338\sqrt{3}} \]

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)

正弦定理で、BCを角Aの正弦の2倍で割る。

\[ \boxed{26} \]

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 円と直線の交点数・弦の長さ

(1)

代入すると \\(2x^2+2ax+a^2-676=0\\)。判別式を0以上にする。

\[ \boxed{-26\sqrt2\le a\le26\sqrt2} \]

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)

判別式が0のときx=−a/2、y=a/2となる。

\[ \boxed{a=\pm26\sqrt2,\quad P=(-a/2,a/2)} \]

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)

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。

\[ \boxed{L=\sqrt{2704-2a^2},\quad\max L=52\ (a=0)} \]

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 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。

\[ \boxed{\mathbf a\cdot\mathbf b=52,\quad |\mathbf a|=|\mathbf b|=\sqrt{677}} \]

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)

内積を2つのベクトルの大きさの積で割る。

\[ \boxed{\frac{52}{677}} \]

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)

\[ |\mathbf a-t\mathbf b|^2=677t^2-104t+677 \]

。平方完成して頂点を求める。

\[ \boxed{\min=\frac{455625}{677},\quad t=\frac{52}{677}} \]

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 \(S=\int_0^{26}x(26-x)\,dx\)。

\[ \boxed{\frac{8788}{3}} \]

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 \(x(26-x)\) の円。

\[ V_x=\pi\int_0^{26}x^2(26-x)^2\,dx \]

。展開して項別に積分する。

\[ \boxed{\frac{5940688}{15}\pi} \]

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)

\(0\le y\le676/4\)。左右の境界は \(x_\pm=(26\pm\sqrt{676-4y})/2\)。切り口は環で、面積は

\[ \pi(x_+^2-x_-^2)=26\pi\sqrt{676-4y} \]

。これをyについて積分する。

\[ \boxed{\frac{228488}{3}\pi} \]

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。