電気通信大学 後期・情報理工学域 数学記述模試 第029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 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=25、AC=50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2問 等比数列と奇数番目の項の和(17点)

初項25、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 合同な2円の交点と共通弦(17点)

中心O(0,0)、A(25,0)、半径がともに25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 三次関数の増減・接線・定積分(17点)

\(f(x)=x^3-75x^2\) とする。

(1)極大値と極小値を求めなさい。(5点)

(2)\(x=25\) における接線を求めなさい。(5点)

(3)\(\int_0^{75} f(x)\,dx\) を求めなさい。(7点)


第5問 双曲線の接線と不変な面積(16点)

第1象限の双曲線 \\(xy=625\\) 上の点 \(P(t,625/t)\)、\(t>0\) 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。(4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。(4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。(8点)


第6問 三角関数の積分漸化式(16点)

\[ I_n=\int_0^{\pi/2}\sin^n x\,dx \]

とする。\(n\) は0以上の整数である。

(1)部分積分により、次数を2つ下げる漸化式を導きなさい。(4点)

(2)\(I_{50}\) を求めなさい。(4点)

(3)\(I_{51}\) を求めなさい。(8点)


解答・解説

第1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。

\[ \boxed{BC=25\sqrt5,\quad\cos B=\frac1{\sqrt5}} \]

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 \(625\)。底辺をBCとして面積の等式を立てる。

\[ \boxed{10\sqrt{5}} \]

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。

\[ \boxed{r=\frac{25}{2}(3-\sqrt5)} \]

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。

\[ \boxed{a_n=25\cdot2^{n-1}} \]

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。

\[ \boxed{S_n=25(2^n-1)} \]

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。

\[ \boxed{T_n=\frac{25}{3}(4^n-1)} \]

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 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 \(\frac{25}{2}\)。直角三角形で三平方の定理を使って高さを求める。

\[ \boxed{P=(\frac{25}{2},\frac{25}{2}\sqrt{3}),\quad Q=(\frac{25}{2},-\frac{25}{2}\sqrt{3})} \]

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。

\[ \boxed{25\sqrt3} \]

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。

\[ \boxed{\frac{625}{4}\sqrt{3}} \]

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 三次関数の増減・接線・定積分

(1)

\(f\prime(x)=3x(x-50)\)。符号を調べるとx=0で極大、x=50で極小。

\[ \boxed{\text{極大値 }0,\quad\text{極小値 }-62500} \]

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 \(-1875\)、接点のy座標は \(-31250\)。点傾きの式で接線を求める。

\[ \boxed{y=-1875x+15625} \]

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。

\[ \boxed{-\frac{10546875}{4}} \]

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 双曲線の接線と不変な面積

(1)

\(y=625/x\) を微分して傾きを求める。接線は \(y-625/t=-625(x-t)/t^2\)。

\[ \boxed{\frac xt+\frac{yt}{625}=2,\quad(2t,0),(0,1250/t)} \]

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)

切片は \(2t\) と \(1250/t\)。その積が \(2500\) で一定なので、面積も一定となる。

\[ \boxed{1250} \]

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)

相加相乗平均より \(2t+1250/t\ge100\)。等号は \(t=25\) のとき。

\[ \boxed{\min=100,\quad P=(25,25)} \]

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 三角関数の積分漸化式

(1)

\(n\ge2\) とする。\(\sin^{n-1}x\) と \(\sin x\) に分けて部分積分すると、境界項は0で

\[ I_n=(n-1)\int\sin^{n-2}x\cos^2x\,dx=(n-1)(I_{n-2}-I_n) \]

。

\[ \boxed{I_n=\frac{n-1}nI_{n-2}\quad(n\ge2)} \]

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)

\(I_0=\pi/2\) から漸化式を \(25\) 回使う。偶数の積と奇数の積を整理すると

\[ I_{2m}=\binom{2m}{m}\pi/(2\cdot4^m) \]

。

\[ \boxed{\frac{15801325804719}{281474976710656}\pi} \]

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)

\(I_1=1\) から漸化式を \(25\) 回使う。\(I_{2m+1}=4^m(m!)^2/(2m+1)!\)。

\[ \boxed{\frac{140737488355328}{805867616040669}} \]

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。