津田塾大学 B方式・数学科・情報科学科 数学記述模試 第050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)

\(0\le x\le24\) で曲線 \(y=x(24-x)\) 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(48,0)、C(0,48)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 双曲線の接線と不変な面積(17点)

第1象限の双曲線 \\(xy=576\\) 上の点 \(P(t,576/t)\)、\(t>0\) 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、\(P(24)=0\)、\(P(-24)=27648\) 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 \(x-48\) で割った余りを求めなさい。(7点)


第5問 データの変換と分散(16点)

5個のデータは \(22,23,24,25,26\) である。分散は偏差の2乗の平均で定義する。各データxをy=2x+3に変換する。

(1)元のデータの平均・分散を求めなさい。(4点)

(2)変換後の平均・分散を求めなさい。(4点)

(3)元のデータと変換後のデータの相関係数を求め、符号の理由を説明しなさい。(8点)


第6問 反復試行と条件付き確率(16点)

公平な硬貨を24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 \(S=\int_0^{24}x(24-x)\,dx\)。

\[ \boxed{2304} \]

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 \(x(24-x)\) の円。

\[ V_x=\pi\int_0^{24}x^2(24-x)^2\,dx \]

。展開して項別に積分する。

\[ \boxed{\frac{1327104}{5}\pi} \]

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)

\(0\le y\le576/4\)。左右の境界は \(x_\pm=(24\pm\sqrt{576-4y})/2\)。切り口は環で、面積は

\[ \pi(x_+^2-x_-^2)=24\pi\sqrt{576-4y} \]

。これをyについて積分する。

\[ \boxed{55296\pi} \]

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。

\[ \boxed{P=(24,0),\quad Q=(32,16)} \]

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。

\[ \boxed{768} \]

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。

\[ \boxed{192} \]

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 双曲線の接線と不変な面積

(1)

\(y=576/x\) を微分して傾きを求める。接線は \(y-576/t=-576(x-t)/t^2\)。

\[ \boxed{\frac xt+\frac{yt}{576}=2,\quad(2t,0),(0,1152/t)} \]

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 \(1152/t\)。その積が \(2304\) で一定なので、面積も一定となる。

\[ \boxed{1152} \]

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 \(2t+1152/t\ge96\)。等号は \(t=24\) のとき。

\[ \boxed{\min=96,\quad P=(24,24)} \]

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。

\[ \boxed{a=-1152,\quad b=13824} \]

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-24)\(x^2+24x-576\)\)。残った二次方程式に解の公式を使う。

\[ \boxed{x=24,12(-1\pm\sqrt5)} \]

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。

\[ \boxed{69120} \]

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 データの変換と分散

(1)

平均は中央の \(24\)。偏差は −2,−1,0,1,2 なので2乗和を5で割る。

\[ \boxed{\bar x=24,\quad V_x=2} \]

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)

平均は同じ一次式で変換され、各偏差は2倍になる。偏差の2乗の平均は4倍になる。

\[ \boxed{\bar y=51,\quad V_y=8} \]

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)

共分散は元の分散の2倍。標準偏差の積も元の分散の2倍であり、正の傾きの完全な直線関係となる。

\[ \boxed{r=1} \]

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 反復試行と条件付き確率

(1)

表が出る2回を選ぶ方法は \(24\) 個の位置から2個選ぶ組合せ。各列の確率は同じ。

\[ \boxed{\frac{69}{4194304}} \]

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。

\[ \boxed{\frac{16777215}{16777216}} \]

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。

\[ \boxed{\frac{92}{5592405}} \]

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。