津田塾大学 B方式・数学科・情報科学科 数学記述模試 第087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 区分求積と和の極限(17点)

正の整数nについて、

\[ A_n=\frac1n\sum_{j=1}^n\sqrt{18+\frac jn} \]

、

\[ B_n=\sum_{j=1}^n\frac1{18n+j} \]

とする。

(1)両方の和を、幅1/nの分割に対応する区分求積の形で説明しなさい。(5点)

(2)Aの数列の極限を求めなさい。(5点)

(3)Bの数列の極限を求めなさい。(7点)


第2問 等比数列と奇数番目の項の和(17点)

初項18、公比2の等比数列をaₙとする。

(1)一般項を求めなさい。(5点)

(2)初項から第n項までの和を求めなさい。(5点)

(3)最初のn個の奇数番目の項の和を求めなさい。(7点)


第3問 1の累乗根と積・距離の和(17点)

方程式 \(z^18=1\) の相異なる解を \(z_0,z_1,\ldots,z_{17}\) 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)\(\sum_{j=0}^{17}|z_j-1|^2\) を求めなさい。(5点)

(3)\(\prod_{j=1}^{17}(1-z_j)\) を求めなさい。(7点)


第4問 三次関数の増減・接線・定積分(17点)

\(f(x)=x^3-54x^2\) とする。

(1)極大値と極小値を求めなさい。(5点)

(2)\(x=18\) における接線を求めなさい。(5点)

(3)\(\int_0^{54} f(x)\,dx\) を求めなさい。(7点)


第5問 直角三角形の三角比と内接円(16点)

直角三角形ABCで角Aが直角、AB=18、AC=36とする。

(1)斜辺BCと角Bの余弦を求めなさい。(4点)

(2)AからBCに下ろした高さを求めなさい。(4点)

(3)内接円の半径を求めなさい。(8点)


第6問 委員選出と余事象の数え上げ(16点)

男子18人、女子18人から、区別のない委員3人を選ぶ。

(1)すべての選び方の数を求めなさい。(4点)

(2)女子2人、男子1人の選び方の数を求めなさい。(4点)

(3)男女がともに含まれる選び方の数を求めなさい。(8点)


解答・解説

第1問 区分求積と和の極限

(1)

\(A_n\) は \(f(x)=\sqrt{18+x}\)、

\[ B_n=\frac1n\sum_{j=1}^n\frac1{18+j/n} \]

は \(g(x)=1/(18+x)\) の右端の値を用いた和。両方とも区間[0,1]で連続なので定積分に収束する。

\[ \boxed{A_n\to\int_0^1f(x)\,dx,\quad B_n\to\int_0^1g(x)\,dx} \]

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)

\[ \lim A_n=\int_0^1\sqrt{18+x}\,dx=[\frac23(18+x)^{3/2}]_0^1 \]

。

\[ \boxed{\frac23(19\sqrt{19}-54\sqrt{2})} \]

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)

\[ \lim B_n=\int_0^1\frac1{18+x}\,dx=[\log(18+x)]_0^1 \]

。

\[ \boxed{\log\frac{19}{18}} \]

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 等比数列と奇数番目の項の和

(1)

初項に公比のn−1乗を掛ける。

\[ \boxed{a_n=18\cdot2^{n-1}} \]

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)

和に公比を掛けて元の和を引くと、中間の項が消える。

\[ \boxed{S_n=18(2^n-1)} \]

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。

(3)

奇数番目の項の列は初項が同じで公比4の等比数列となる。

\[ \boxed{T_n=6(4^n-1)} \]

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 \(18\) 等分する点が解。等比数列の和、または多項式の \(z^{17}\) の係数から解の和が0と分かる。

\[ \boxed{z_j=\cos\frac{2\pi j}{18}+i\sin\frac{2\pi j}{18},\quad\sum z_j=0} \]

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。

\[ \boxed{36} \]

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)

\[ z^18-1=(z-1)\prod_{j=1}^{17}(z-z_j) \]

。\(z-1\) で割ると左辺は \(1+z+\cdots+z^{17}\)。多項式の恒等式にz=1を代入する。

\[ \boxed{18} \]

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 三次関数の増減・接線・定積分

(1)

\(f\prime(x)=3x(x-36)\)。符号を調べるとx=0で極大、x=36で極小。

\[ \boxed{\text{極大値 }0,\quad\text{極小値 }-23328} \]

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)

傾きは \(-972\)、接点のy座標は \(-11664\)。点傾きの式で接線を求める。

\[ \boxed{y=-972x+5832} \]

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)

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。

\[ \boxed{-708588} \]

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 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。

\[ \boxed{BC=18\sqrt5,\quad\cos B=\frac1{\sqrt5}} \]

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)

面積は \(324\)。底辺をBCとして面積の等式を立てる。

\[ \boxed{\frac{36}{5}\sqrt{5}} \]

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)

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。

\[ \boxed{r=9(3-\sqrt5)} \]

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 委員選出と余事象の数え上げ

(1)

全員から3人を選ぶ組合せを用いる。

\[ \boxed{7140} \]

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)

女子から2人を選び、男子から1人を選ぶ。選択を組み合わせるので積をとる。

\[ \boxed{2754} \]

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)

全員が男子、全員が女子の2つの余事象は重ならない。全体から両方を引く。

\[ \boxed{5508} \]

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。