津田塾大学 B方式・数学科・情報科学科 数学記述模試 第010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 回転軸を変える体積計算(17点)

\(0\le x\le32\) で曲線 \(y=x(32-x)\) 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2問 内分点・内積・三角形の面積(17点)

A(0,0)、B(64,0)、C(0,64)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。(5点)

(2)ベクトルAPとAQの内積を求めなさい。(5点)

(3)三角形APQの面積を求めなさい。(7点)


第3問 1の累乗根と積・距離の和(17点)

方程式 \(z^32=1\) の相異なる解を \(z_0,z_1,\ldots,z_{31}\) 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)\(\sum_{j=0}^{31}|z_j-1|^2\) を求めなさい。(5点)

(3)\(\prod_{j=1}^{31}(1-z_j)\) を求めなさい。(7点)


第4問 剰余定理と三次式の因数分解(17点)

\(P(x)=x^3+ax+b\) とし、\(P(32)=0\)、\(P(-32)=65536\) とする。

(1)a,bを求めなさい。(5点)

(2)P(x)=0の解をすべて求めなさい。(5点)

(3)P(x)を \(x-64\) で割った余りを求めなさい。(7点)


第5問 二次関数の頂点・解・不等式(16点)

実数全体で \(f(x)=x^2-64x+992\) 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。(4点)

(2)方程式f(x)=0の解を求めなさい。(4点)

(3)不等式f(x)≤0を解きなさい。(8点)


第6問 反復試行と条件付き確率(16点)

公平な硬貨を32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。(4点)

(2)表が少なくとも1回出る確率を求めなさい。(4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。(8点)


解答・解説

第1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 \(S=\int_0^{32}x(32-x)\,dx\)。

\[ \boxed{\frac{16384}{3}} \]

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)

切り口は半径 \(x(32-x)\) の円。

\[ V_x=\pi\int_0^{32}x^2(32-x)^2\,dx \]

。展開して項別に積分する。

\[ \boxed{\frac{16777216}{15}\pi} \]

採点の目安:考え方と立式に2点、結論と条件の確認に3点。

(3)

\(0\le y\le1024/4\)。左右の境界は

\[ x_\pm=(32\pm\sqrt{1024-4y})/2 \]

。切り口は環で、面積は

\[ \pi(x_+^2-x_-^2)=32\pi\sqrt{1024-4y} \]

。これをyについて積分する。

\[ \boxed{\frac{524288}{3}\pi} \]

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2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。

\[ \boxed{P=(32,0),\quad Q=(\frac{128}{3},\frac{64}{3})} \]

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)

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。

\[ \boxed{\frac{4096}{3}} \]

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)

APを底辺にし、Qのy座標を高さにして面積を求める。

\[ \boxed{\frac{1024}{3}} \]

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3問 1の累乗根と積・距離の和

(1)

単位円を \(32\) 等分する点が解。等比数列の和、または多項式の \(z^{31}\) の係数から解の和が0と分かる。

\[ \boxed{z_j=\cos\frac{2\pi j}{32}+i\sin\frac{2\pi j}{32},\quad\sum z_j=0} \]

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。

\[ \boxed{64} \]

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)

\[ z^32-1=(z-1)\prod_{j=1}^{31}(z-z_j) \]

。\(z-1\) で割ると左辺は \(1+z+\cdots+z^{31}\)。多項式の恒等式にz=1を代入する。

\[ \boxed{32} \]

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 剰余定理と三次式の因数分解

(1)

2つの条件を代入してa,bの連立一次方程式を解く。

\[ \boxed{a=-2048,\quad b=32768} \]

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)

\(P(x)=(x-32)\(x^2+32x-1024\)\)。残った二次方程式に解の公式を使う。

\[ \boxed{x=32,16(-1\pm\sqrt5)} \]

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)

一次式で割った余りは、その一次式の零点での多項式の値に等しい。

\[ \boxed{163840} \]

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 二次関数の頂点・解・不等式

(1)

\(f(x)=(x-32)^2-32\)。平方は非負なので頂点で最小になる。

\[ \boxed{\min f=-32,\quad x=32} \]

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)

\((x-32)^2=32\) より、平方根の正負を両方とる。

\[ \boxed{x=32\pm\sqrt{32}} \]

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)

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。

\[ \boxed{32-\sqrt{32}\le x\le 32+\sqrt{32}} \]

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 反復試行と条件付き確率

(1)

表が出る2回を選ぶ方法は \(32\) 個の位置から2個選ぶ組合せ。各列の確率は同じ。

\[ \boxed{\frac{31}{268435456}} \]

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)

余事象はすべて裏である1列。全体からこの確率を引く。

\[ \boxed{\frac{4294967295}{4294967296}} \]

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)

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。

\[ \boxed{\frac{496}{4294967295}} \]

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。