横浜国立大学 理系・数学IIIを含む 数学記述模試 第038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。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。

前の回 · 全100回の出題内容 · 次の回 · 大学別の一覧


問題

第1問 三次方程式の実数解の個数(17点)

実数 \(a\) に対し、方程式 \(x^3-2352x=a\) を考える。

(1)左辺の関数の極大値と極小値を求めなさい。(5点)

(2)異なる3つの実数解をもつための必要十分条件を求め、理由を説明しなさい。(5点)

(3)異なる実数解がちょうど2つとなる場合のパラメータと、そのときの解をすべて求めなさい。(7点)


第2問 円と直線の交点数・弦の長さ(17点)

円 \\(x^2+y^2=784\\) と直線 \(y=x+a\) を考える。

(1)共有点をもつaの範囲を求めなさい。(5点)

(2)接するときのaと接点を求めなさい。(5点)

(3)2交点を結ぶ弦の長さをaで表し、最大値を求めなさい。(7点)


第3問 三次関数の増減・接線・定積分(17点)

\(f(x)=x^3-84x^2\) とする。

(1)極大値と極小値を求めなさい。(5点)

(2)\(x=28\) における接線を求めなさい。(5点)

(3)\(\int_0^{84} f(x)\,dx\) を求めなさい。(7点)


第4問 楕円の接線と切片・回転体(17点)

楕円

\[ \frac{x^2}{3136}+\frac{y^2}{784}=1 \]

の第1象限の点 \(P(56\cos t,28\sin t)\)、\(0<t<\pi/2\) 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5問 反復試行と条件付き確率(16点)

公平な硬貨を28回投げる。表の回数をXとする。

(1)表がちょうど2回出る確率を求めなさい。(4点)

(2)表が少なくとも1回出る確率を求めなさい。(4点)

(3)表が少なくとも1回出たという条件で、ちょうど2回出た確率を求めなさい。(8点)


第6問 回転軸を変える体積計算(16点)

\(0\le x\le28\) で曲線 \(y=x(28-x)\) とx軸で囲まれる領域をDとする。

(1)Dの面積を求めなさい。(4点)

(2)Dをx軸の周りに1回転してできる立体の体積を求めなさい。(4点)

(3)Dをy軸の周りに1回転してできる立体の体積を、yに垂直な切り口の面積を用いて求めなさい。(8点)


解答・解説

第1問 三次方程式の実数解の個数

(1)

\(f'(x)=3(x-28)(x+28)\)。増減は順に増加・減少・増加なので、\(x=-28\) で極大、\(x=28\) で極小となる。

\[ \boxed{\text{極大値 }43904,\quad\text{極小値 }-43904} \]

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)

水平線が3つの単調な部分にそれぞれ1回交わる条件は、高さが極小値より大きく極大値より小さいことである。端点では接して重解をもつため除く。

\[ \boxed{-43904<a<43904} \]

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)

\(a=43904\) では \(f(x)-a=(x-56)(x+28)^2\)。\(a=-43904\) では \(f(x)-a=(x+56)(x-28)^2\)。

\[ \boxed{a=43904:x=-28,56;\quad a=-43904:x=-56,28} \]

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 円と直線の交点数・弦の長さ

(1)

代入すると \\(2x^2+2ax+a^2-784=0\\)。判別式を0以上にする。

\[ \boxed{-28\sqrt2\le a\le28\sqrt2} \]

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)

判別式が0のときx=−a/2、y=a/2となる。

\[ \boxed{a=\pm28\sqrt2,\quad P=(-a/2,a/2)} \]

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)

原点から直線までの距離は|a|/√2。弦の中点までの距離と半径で直角三角形を作る。

\[ \boxed{L=\sqrt{3136-2a^2},\quad\max L=56\ (a=0)} \]

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 三次関数の増減・接線・定積分

(1)

\(f\prime(x)=3x(x-56)\)。符号を調べるとx=0で極大、x=56で極小。

\[ \boxed{\text{極大値 }0,\quad\text{極小値 }-87808} \]

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 \(-2352\)、接点のy座標は \(-43904\)。点傾きの式で接線を求める。

\[ \boxed{y=-2352x+21952} \]

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。

\[ \boxed{-4148928} \]

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 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。

\[ \boxed{\frac{x\cos t}{56}+\frac{y\sin t}{28}=1} \]

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 \(56/\cos t\)、\(28/\sin t\)。面積は \(784/(\sin t\cos t)\)。\(\sin t\cos t\le1/2\)、等号は \(t=\pi/4\)。

\[ \boxed{S_{\min}=1568,\quad t=\pi/4} \]

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 \(784\(1-x^2/3136\)\)。\(-56\le x\le56\) で \\(\pi y^2\\) を積分する。

\[ \boxed{\frac{175616}{3}\pi} \]

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5問 反復試行と条件付き確率

(1)

表が出る2回を選ぶ方法は \(28\) 個の位置から2個選ぶ組合せ。各列の確率は同じ。

\[ \boxed{\frac{189}{134217728}} \]

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)

余事象はすべて裏である1列。全体からこの確率を引く。

\[ \boxed{\frac{268435455}{268435456}} \]

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)

ちょうど2回表が出る事象は条件の事象に含まれるので、前2問の確率の比をとる。

\[ \boxed{\frac{126}{89478485}} \]

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 回転軸を変える体積計算

(1)

非負の関数の下の面積なので \(S=\int_0^{28}x(28-x)\,dx\)。

\[ \boxed{\frac{10976}{3}} \]

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。

(2)

切り口は半径 \(x(28-x)\) の円。

\[ V_x=\pi\int_0^{28}x^2(28-x)^2\,dx \]

。展開して項別に積分する。

\[ \boxed{\frac{8605184}{15}\pi} \]

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)

\(0\le y\le784/4\)。左右の境界は \(x_\pm=(28\pm\sqrt{784-4y})/2\)。切り口は環で、面積は

\[ \pi(x_+^2-x_-^2)=28\pi\sqrt{784-4y} \]

。これをyについて積分する。

\[ \boxed{\frac{307328}{3}\pi} \]

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。