東京農工大学 理系・数学IIIを含む 数学記述模試 第084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、

\[ A_n=\frac1n\sum_{j=1}^n\sqrt{15+\frac jn} \]

、

\[ B_n=\sum_{j=1}^n\frac1{15n+j} \]

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 対数の真数条件と単調性(17点)

\(F(x)=\log_2x+\log_2(x-15)\) を考える。

(1)定義域を求めなさい。(5点)

(2)\(F(x)=\log_2 450\) を解きなさい。(5点)

(3)\(F(x)\le\log_2 450\) を解きなさい。(7点)


第3問 楕円の接線と切片・回転体(17点)

楕円

\[ \frac{x^2}{900}+\frac{y^2}{225}=1 \]

の第1象限の点 \(P(30\cos t,15\sin t)\)、\(0<t<\pi/2\) を考える。

(1)この点での接線の方程式を求めなさい。(5点)

(2)接線と2つの座標軸でできる三角形の面積の最小値を求めなさい。(5点)

(3)楕円の内部をx軸の周りに回転させた立体の体積を求めなさい。(7点)


第4問 直角三角形の三角比と内接円(17点)

直角三角形ABCで角Aが直角、AB=15、AC=30とする。

(1)斜辺BCと角Bの余弦を求めなさい。(5点)

(2)AからBCに下ろした高さを求めなさい。(5点)

(3)内接円の半径を求めなさい。(7点)


第5問 余弦定理・面積・正弦定理(16点)

三角形ABCでAB=15、AC=30、角A=60°とする。

(1)BCを求めなさい。(4点)

(2)三角形の面積を求めなさい。(4点)

(3)外接円の半径を求めなさい。(8点)


第6問 内分点・内積・三角形の面積(16点)

A(0,0)、B(30,0)、C(0,30)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)


解答・解説

第1問 区分求積と和の極限

(1)

\(A_n\) は \(f(x)=\sqrt{15+x}\)、

\[ B_n=\frac1n\sum_{j=1}^n\frac1{15+j/n} \]

は \(g(x)=1/(15+x)\) 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)

\[ \lim A_n=\int_0^1\sqrt{15+x}\,dx=[\frac23(15+x)^{3/2}]_0^1 \]

。

\[ \boxed{\frac23(64-15\sqrt{15})} \]

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)

\[ \lim B_n=\int_0^1\frac1{15+x}\,dx=[\log(15+x)]_0^1 \]

。

\[ \boxed{\log\frac{16}{15}} \]

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 対数の真数条件と単調性

(1)

2つの真数がともに正になる条件の共通範囲をとる。

\[ \boxed{x>15} \]

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)

積の対数にまとめると \(x(x-15)=450\)。2つの根のうち真数条件を満たすものを選ぶ。

\[ \boxed{x=30} \]

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)

底が1より大きいため、各対数は定義域内で増加する。等号となる点までが解となる。

\[ \boxed{15<x\le30} \]

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 楕円の接線と切片・回転体

(1)

楕円の式を陰関数微分すると \(y'=-x/(4y)\)。Pでの傾きと点を使って接線を整理する。

\[ \boxed{\frac{x\cos t}{30}+\frac{y\sin t}{15}=1} \]

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)

切片は \(30/\cos t\)、\(15/\sin t\)。面積は \(225/(\sin t\cos t)\)。\(\sin t\cos t\le1/2\)、等号は \(t=\pi/4\)。

\[ \boxed{S_{\min}=450,\quad t=\pi/4} \]

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)

切り口の半径の2乗は \(225\(1-x^2/900\)\)。\(-30\le x\le30\) で \\(\pi y^2\\) を積分する。

\[ \boxed{9000\pi} \]

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4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。

\[ \boxed{BC=15\sqrt5,\quad\cos B=\frac1{\sqrt5}} \]

採点の目安:考え方と立式に2点、結論と条件の確認に3点。

(2)

面積は \(225\)。底辺をBCとして面積の等式を立てる。

\[ \boxed{6\sqrt{5}} \]

採点の目安:考え方と立式に2点、結論と条件の確認に3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。

\[ \boxed{r=\frac{15}{2}(3-\sqrt5)} \]

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 余弦定理・面積・正弦定理

(1)

余弦定理で \(BC^2=225+900-900\cos60^\circ\)。

\[ \boxed{15\sqrt3} \]

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)

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。

\[ \boxed{\frac{225}{2}\sqrt{3}} \]

採点の目安:考え方と立式に2点、結論と条件の確認に2点。

(3)

正弦定理で、BCを角Aの正弦の2倍で割る。

\[ \boxed{15} \]

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 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。

\[ \boxed{P=(15,0),\quad Q=(20,10)} \]

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。

\[ \boxed{300} \]

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。

\[ \boxed{75} \]

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。