横浜国立大学 文系・数学IIまで 数学記述模試 第096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。標準計算と、条件整理・図形の立式・記述の応用を組み合わせます。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 空間の垂線と四面体(25点)

空間で

\[ O(0,0,0),A(7,0,0),B(0,14,0),C(0,0,21) \]

を考える。

(1)平面ABC上の点の座標が満たす方程式を求めなさい。(7点)

(2)Oから平面ABCに下ろした垂線の足Hと距離OHを求めなさい。(7点)

(3)四面体OABCの体積を2通りに表し、三角形ABCの面積を求めなさい。(11点)


第2問 委員選出と余事象の数え上げ(25点)

男子7人、女子7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。(7点)

(2)女子2人、男子1人の選び方の数を求めなさい。(7点)

(3)男女がともに含まれる選び方の数を求めなさい。(11点)


第3問 絶対値の和と場合分け(25点)

\(f(x)=|x-7|+|x+7|\) とする。

(1)絶対値を外し、区間で場合分けして表しなさい。(7点)

(2)最小値と、その値をとるすべてのxを求めなさい。(7点)

(3)不等式 \(f(x)\le 21\) を解きなさい。(11点)


第4問 逆数で線形化し差を足す(25点)

\[ a_1=1/7,\ a_{n+1}=a_n/(1+a_n) \]

で数列を定める。

(1)すべての項が正であることを確認し、一般項を求めなさい。(7点)

(2)\(\sum_{j=1}^n a_ja_{j+1}\) を求めなさい。(7点)

(3)\(\prod_{j=1}^n(1+a_j)\) を求めなさい。(11点)


解答・解説

第1問 空間の垂線と四面体

(1)

平面の方程式を \(ux+vy+wz=c\) とおき、3点を代入する。係数は共通倍してよい。

\[ \boxed{6x+3y+2z=42} \]

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)

法線ベクトルは \((6,3,2)\) なので \(H=s(6,3,2)\)。平面の式への代入で \(49s=42\)。距離は \(7s\)。

\[ \boxed{H=(\frac{36}{7},\frac{18}{7},\frac{12}{7}),\quad OH=6} \]

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)

底面OABの面積は \(49\)、Cからこの底面までの高さは \(21\) なので体積は \(343\)。一方、ABCを底面とすると \(V=S_{ABC}\cdot OH/3\)。

\[ \boxed{\frac{343}{2}} \]

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 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。

\[ \boxed{364} \]

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)

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。

\[ \boxed{147} \]

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)

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。

\[ \boxed{294} \]

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 絶対値の和と場合分け

(1)

符号が変わる点は \(-7,7\)。各区間でそれぞれの絶対値の中身の符号を調べる。

\[ \boxed{f(x)=\begin{cases}-2x&x<-7\\14&-7\le x\le7\\2x&x>7\end{cases}} \]

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)

中央の区間では一定で、その外側では端点から離れるほど増加する。

\[ \boxed{\min f=14,\quad -7\le x\le7} \]

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)

左右の外側で \(-2x\le 21\)、\(2x\le 21\)。中央の区間はすべて条件を満たす。

\[ \boxed{-\frac{21}{2}\le x\le \frac{21}{2}} \]

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 逆数で線形化し差を足す

(1)

初項が正で、正の項から次の正の項が作られるので帰納的にすべて正。逆数をとると \(1/a_{n+1}=1/a_n+1\)。

\[ \boxed{a_n=\frac1{n+6}} \]

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)

漸化式から

\[ a_j-a_{j+1}=a_j^2/(1+a_j)=a_ja_{j+1} \]

。和をとると中間の項が消える。

\[ \boxed{\frac1{7}-\frac1{n+7}=\frac{n}{7(n+7)}} \]

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)

漸化式を変形すると \(1+a_j=a_j/a_{j+1}\)。積では中間の項が約分される。

\[ \boxed{\frac{n+7}{7}} \]

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。