津田塾大学 A方式・数学科・情報科学科 数学記述模試 第016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+729=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 双曲線の接線と不変な面積(17点)

第1象限の双曲線 \\(xy=729\\) 上の点 \(P(t,729/t)\)、\(t>0\) を考える。

(1)接線の方程式と2つの軸との交点を求めなさい。(5点)

(2)接線と2つの座標軸でできる三角形の面積を求め、接点によらないことを説明しなさい。(5点)

(3)2つの正の切片の和の最小値と、そのときの接点を求めなさい。(7点)


第3問 合同な2円の交点と共通弦(17点)

中心O(0,0)、A(27,0)、半径がともに27の2円を考える。上側の交点をP、下側をQとする。

(1)P,Qの座標を求めなさい。(5点)

(2)共通弦PQの長さを求めなさい。(5点)

(3)三角形OAPの面積を求めなさい。(7点)


第4問 対数の評価と部分積分(17点)

自然対数を用いる。\(1\le x\le27\) 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)

\[ \int_1^{27}\frac{\log x}{x^2}\,dx \]

を求めなさい。(7点)


第5問 内分点・内積・三角形の面積(16点)

A(0,0)、B(54,0)、C(0,54)とする。PはABの中点、QはBCをBQ:QC=1:2に内分する点とする。

(1)P,Qの座標を求めなさい。(4点)

(2)ベクトルAPとAQの内積を求めなさい。(4点)

(3)三角形APQの面積を求めなさい。(8点)


第6問 三次関数の増減・接線・定積分(16点)

\(f(x)=x^3-81x^2\) とする。

(1)極大値と極小値を求めなさい。(4点)

(2)\(x=27\) における接線を求めなさい。(4点)

(3)\(\int_0^{81} f(x)\,dx\) を求めなさい。(8点)


解答・解説

第1問 二次方程式の解の符号

(1)

判別式は \(4(t^2-729)\)。0以上となる範囲を求める。

\[ \boxed{t\le-27\ \text{または}\ t\ge27} \]

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。

\[ \boxed{t>27} \]

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 \(729\)、和は2t。積が0ではないので逆数が定義できる。

\[ \boxed{\frac1\alpha+\frac1\beta=\frac{2t}{729}} \]

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 双曲線の接線と不変な面積

(1)

\(y=729/x\) を微分して傾きを求める。接線は \(y-729/t=-729(x-t)/t^2\)。

\[ \boxed{\frac xt+\frac{yt}{729}=2,\quad(2t,0),(0,1458/t)} \]

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)

切片は \(2t\) と \(1458/t\)。その積が \(2916\) で一定なので、面積も一定となる。

\[ \boxed{1458} \]

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)

相加相乗平均より \(2t+1458/t\ge108\)。等号は \(t=27\) のとき。

\[ \boxed{\min=108,\quad P=(27,27)} \]

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 合同な2円の交点と共通弦

(1)

PもQもOとAから等距離なので、OAの垂直二等分線上にある。横座標は \(\frac{27}{2}\)。直角三角形で三平方の定理を使って高さを求める。

\[ \boxed{P=(\frac{27}{2},\frac{27}{2}\sqrt{3}),\quad Q=(\frac{27}{2},-\frac{27}{2}\sqrt{3})} \]

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。

(2)

PQは縦の線分なのでy座標の差をとる。

\[ \boxed{27\sqrt3} \]

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。

(3)

底辺OAと高さPのy座標を掛けて2で割る。

\[ \boxed{\frac{729}{4}\sqrt{3}} \]

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。

第4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)

\(f'(x)=(1-\log x)/x^2\)。\(1<e<27\) 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。

\[ \boxed{1-\frac{\log27+1}{27}} \]

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 内分点・内積・三角形の面積

(1)

中点は両端の座標の平均。内分点は2B+Cを3で割る。

\[ \boxed{P=(27,0),\quad Q=(36,18)} \]

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)

始点Aは原点なので位置ベクトル同士の内積を計算する。

\[ \boxed{972} \]

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)

APを底辺にし、Qのy座標を高さにして面積を求める。

\[ \boxed{243} \]

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 三次関数の増減・接線・定積分

(1)

\(f\prime(x)=3x(x-54)\)。符号を調べるとx=0で極大、x=54で極小。

\[ \boxed{\text{極大値 }0,\quad\text{極小値 }-78732} \]

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)

傾きは \(-2187\)、接点のy座標は \(-39366\)。点傾きの式で接線を求める。

\[ \boxed{y=-2187x+19683} \]

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)

多項式を項別に積分し、上端と下端の値の差をとる。定積分は符号付きの値である。

\[ \boxed{-\frac{14348907}{4}} \]

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。