横浜市立大学 データサイエンス学部・数学IIまで 数学記述模試 第089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)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 内積・角度とベクトルの射影(25点)

\[ \mathbf a=(17,1),\ \mathbf b=(1,17) \]

とする。

(1)内積と、それぞれの大きさを求めなさい。(7点)

(2)2つのベクトルのなす角の余弦を求めなさい。(7点)

(3)実数tに対し、|a−tb|²の最小値とそのときのtを求めなさい。(11点)


第2問 指数方程式・不等式と置換(25点)

\(F(x)=4^x-18\cdot2^x+17\) とする。

(1)F(x)=0を解きなさい。(7点)

(2)F(x)≤0を解きなさい。(7点)

(3)F(x)の最小値と、その値をとるxを求めなさい。(11点)


第3問 合同な2円の交点と共通弦(25点)

中心O(0,0)、A(17,0)、半径がともに17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。(7点)

(2)共通弦PQの長さを求めなさい。(7点)

(3)三角形OAPの面積を求めなさい。(11点)


第4問 二次関数の頂点・解・不等式(25点)

実数全体で \(f(x)=x^2-34x+272\) 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。(7点)

(2)方程式f(x)=0の解を求めなさい。(7点)

(3)不等式f(x)≤0を解きなさい。(11点)


解答・解説

第1問 内積・角度とベクトルの射影

(1)

対応する成分の積の和が内積。大きさは成分の2乗和の平方根。

\[ \boxed{\mathbf a\cdot\mathbf b=34,\quad |\mathbf a|=|\mathbf b|=\sqrt{290}} \]

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。

(2)

内積を2つのベクトルの大きさの積で割る。

\[ \boxed{\frac{17}{145}} \]

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。

(3)

\[ |\mathbf a-t\mathbf b|^2=290t^2-68t+290 \]

。平方完成して頂点を求める。

\[ \boxed{\min=\frac{41472}{145},\quad t=\frac{17}{145}} \]

採点の目安:考え方と立式に5点、結論と条件の確認に6点。

第2問 指数方程式・不等式と置換

(1)

\(u=2^x>0\) とすると \(u^2-18u+17=(u-1)(u-17)\)。

\[ \boxed{x=0,\log_217} \]

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。

(2)

置換後の二次式が非正なのは2つの根の間。指数関数の単調性でxの範囲へ戻す。

\[ \boxed{0\le x\le\log_217} \]

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。

(3)

平方完成する。頂点のuは正なので元の指数関数でその値を実現できる。

\[ \boxed{\min F=-64,\quad x=\log_29} \]

採点の目安:考え方と立式に5点、結論と条件の確認に6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 \(\frac{17}{2}\)。直角三角形で三平方の定理を使って高さを求める。

\[ \boxed{P=(\frac{17}{2},\frac{17}{2}\sqrt{3}),\quad Q=(\frac{17}{2},-\frac{17}{2}\sqrt{3})} \]

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。

(2)

PQは縦の線分なのでy座標の差をとる。

\[ \boxed{17\sqrt3} \]

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。

(3)

底辺OAと高さPのy座標を掛けて2で割る。

\[ \boxed{\frac{289}{4}\sqrt{3}} \]

採点の目安:考え方と立式に5点、結論と条件の確認に6点。

第4問 二次関数の頂点・解・不等式

(1)

\(f(x)=(x-17)^2-17\)。平方は非負なので頂点で最小になる。

\[ \boxed{\min f=-17,\quad x=17} \]

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。

(2)

\((x-17)^2=17\) より、平方根の正負を両方とる。

\[ \boxed{x=17\pm\sqrt{17}} \]

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。

(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。

\[ \boxed{17-\sqrt{17}\le x\le 17+\sqrt{17}} \]

採点の目安:考え方と立式に5点、結論と条件の確認に6点。