ノートテキスト
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デザイン工学部システムデザイン学科, 生命科学部生命機能学科のいずれかを志 望する受験生は, [I][Ⅱ][Ⅲ〕 〔IV〕 [V] を解答せよ。 情報科学部ディジタルメディア学科, デザイン工学部都市環境デザイン工学科, 理工学部機械工学科機械工学専修 ・ 応用情報工学科のいずれかを志望する受験生は, [I][Ⅱ]〔Ⅲ〕〔VI〕 [VI〕 を解答せよ。 (I) 正八角形ABCDEFGH を K とする。 Kの8個の頂点は,すべて同一円周上にある。 B A H D F E - 4- G ([I]の問題は次ページに続く。)
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(1)Kの8個の頂点のうち, 相異なる3個を選んで結び、 三角形を作る。 作ら れた三角形を T とする。 (a) 相異なる3個の頂点の選び方はアイ通りである。 (b) T が二等辺三角形になるような3個の頂点の選び方は ウエ通りであ る。 (c) T が線分AE を斜辺とする直角三角形になるような3個の頂点の選び方 はオ通りである。 (d) T が直角三角形になるような3個の頂点の選び方はカキ 通りである。 (e) T が二等辺三角形ではなく,かつ, Tが直角三角形でもないような3個 の頂点の選び方はクケ通りである。 -5- ([I]の問題は次ページに続く。)
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(2)Kの8個の頂点のうち, 相異なる3点を選ぶ操作を2回行う。 ここで, 1 回目に選んだ頂点を2回目に再び選んでもよいものとする。 例えば、1回目に AとBとCを選んだとき 2回目にAとBとDを選んでもよいし、AとB とCを選んでもよい。 1回目の操作で選んだ3点を頂点とする三角形を T, とし、2回目の操作で 選んだ3点を頂点とする三角形を T2 とする。 T と T2 が共有する頂点の個数をnとする。 例えば,T の頂点がAとBと Cで, T2 の頂点がCとDとEである場合は, n=1となる。 (a) n=0となる場合はコサシ通りある。 6- ([I]の問題は次ページに続く。)
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(b) n=2となる場合はスセソ通りある。
(c) Tの頂点と T2 の頂点からなる集合が { A,B,C,D,E,F } であるとき,
(d)
n=0となり,かつ, T, の辺と T2 の辺が交わらないような場合はタ通
りある。
n = 0 となり,かつ,T の辺とT2 の辺が交わらないような場合は
チツテ通りある。
-7-
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(II) 0 を原点とする座標空間に, 3点 A(6,2,0), B (2,6,0), C(2,4,2) がある。 ベクトル OAとOBの内積は, である。 OA OB = アイ 三角形 OAB の内角∠AOB の大きさを0とする。 ウ cos 0 = I であり,三角形 OAB の面積はオカである。 - 8- ( [II] の問題は次ページに続く。)
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線分ABを1:3に内分する点をDとする。 Dの座標は, D キ ク 0 ) である。 ' 直線 BC上に点Eがあり,Eは, OE AB = 4 を満たすとする。 r を実数とする。 . OE == OB + BC ケ とすると,r= である。 コ -9- ([II]の問題は次ページに続く。)
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点Cからxy 平面に下ろした垂線と, xy 平面の交点をHとする。 直線 CH と平面 ODE の交点をFとする。 s, t を実数とする。 OF = sOD + tOE サシ セソ とすると,s= t = である。 ス タ Fのz 座標は である。 テ -10- [II] の問題は次ページに続く。)
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四面体 OABCの体積をV, 四面体 ODBFの体積を W とするとき, W V == ト ナ である。 -11-
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αβを正の実数とし,m, n をそれぞれm>1,n>1を満たす実数とする。 a,B,m, n はさらに, 2a + B = tan α = 1 4 m 1 tan B 12 を満たすとする。 (1)=2のとき, である。 cos2 B = ア ' cos (28) = ウエ -12- ( [Ⅲ〕の問題は次ページに続く。)
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(2) 加法定理より tan (-2)- = カ である。 ただし, オ を選べ。 |カについては、以下のA群の①~⑧からそれぞれ1つ A群 ① tan a (2 - tan a (3) 1 - 2 tan a ④ 1 + 2 tan a ⑤⑤ tan (2α) (6) -tan (2a) ⑦ 1-tan (2α) ⑧ 1 + tan (2a) tan (2α) をm の式で表すと. キ tan (2α) = ク となる。 ただし, キ クについては、以下のB群の①~⑧ からそれぞれ1つ を選べ。 B 群 ① m 2 2 m (3 2m² 4 4m (5) m²+2m-1 ⑥ m² -2m-1 7 m²-1 ⑧ m² +1 -13- ( [Ⅱ] の問題は次ページに続く。)
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兀 tan B = tan 24 ) であるから, 1 をmの式で表すと, 4 n 1 ケ n コ となる。 ただし, については, 13ページのB群の①~⑧からそれぞ れ1つを選べ。 - ケ = サ である。 ただし, サについては, 13ページのB群の①~⑧ から1つを選べ。 である。 サ n=1+ ケ - 14- ([Ⅲ〕の問題は次ページに続く。)
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n>1であるから, サケは同符号である。 である。 0 ただし, シについては、以下のC群の① ② から1つを選べ。 C群 (1 > > >1であるから, 不等式の解は, である。 + セ -15- ii [Ⅲ〕の問題は次ページに続く。)
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(3) n が整数であるとする。 n≧2であるから, ⓘより, サ ケ である。 ただし, ソについては、以下のD群の① ②から1つを選べ。 D 群 ②2 S (4)m>1,n> 1, および ⓘ を満たす整数m と整数nの組 (m,n) のうち, mが最大であるような組は である。 (m,n) = タ |チ -16-
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次の問題 [Ⅳ] は, デザイン工学部システムデザイン学科, 生命科学部生命機能学 科のいずれかを志望する受験生のみ解答せよ。 〔IV〕 関数f(x) を. f(x) = x3 - 5x2 + 3x とし,座標平面上の曲線y=f(x) を C とする。 f(x) の導関数をf'(x) とする。 x>0において, f'(x) = 0 となるxの値は, である。 ア x= ウ ア ただし, <ウとする。 イ -18- 〔IV〕の問題は次ページに続く。)
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ア (1) は, f(x) のエ ° ただし, エについては,以下のA群の①~③から1つを選べ。 A群 ① 極大値である (2) 極小値である ③ 極値ではない ア は,x≧0 における f(x) のオ。 イ ただし, オについては,以下のB群の①~③から1つを選べ。 B群 ① 最大値である ② 最小値である (3) 最大値でも最小値でもない ウ は, f(x) のカ ° ただし, f( |カについては,上のA群の①~③から1つを選べ。 は,x 0におけるf(x)のキ。 ただし, キについては,上のB群の ①〜③ から1つを選べ。 - 19- (〔IV〕の問題は次ページに続く。)
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(2) α を実数とする。 xの方程式 x3 - 5x2 + 3x = a i を考える。 ⓘ の, 0以上の異なる実数解の個数をn とする。 n=0であるのは,a <クのときである。 •n=1であるのは, a = ク またはケ <αのときである。 •n=2であるのは, ク <a<コ またはα=ケのときである。 •n=3であるのは. コ≤a<ケのときである。 ただし, ク 〜 については,以下のC群の①~⑥からそれぞれ1つ を選べ。 ここで,同じものを何回選んでもよい。 C群 ④ 0 アイ ア ① 1 ② f(1) イ ウ ⑥ f -20- [ⅣV] の問題は次ページに続く。)
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(3) C, 点A(2.f(2)) における接線をl とする。 の方程式は、 y = サシ x+ ス である。 Cl の A以外の共有点をBとする。 Bのx座標はセである。 ただし, セについては,以下のD群の⑩~⑨から1つを選べ。 D群 ① 0 (1) 1 (2) ④ 4 ⑧ 3-2 9 1|25|3 1|32|3 (3) 3. 43 ソタ C と l, および2直線x= 0, x=1で囲まれた部分の面積は, で チツ ある。 -21-
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「次の問題 [V] は, デザイン工学部システムデザイン学科, 生命科学部生命機能学 科のいずれかを志望する受験生のみ解答せよ。 〔V〕 k を実数とする。 3次方程式 x3 + kx2 +1 -k = 0 は,x = -1を解にもつ。 また, ⓘは3重解をもたない。 ①が2重解をもち, x=-1が①の2重解であるとき,k= アである。 ただし, アについては、以下のA群の~⑨から1つを選べ。 A群 ( -3 0 ① 1 (2 2 (3) 3 -1 -2 3 1 ⑦ (8) (9) - 2 2 3 2 (6) 12 ①が2重解をもち, x=-1が①の2重解ではないとき, k= イ または k = ウである。 ただし, <ウとし, ウについては,上のA群の日~⑨か らそれぞれ1つを選べ。 -22- ([V] の問題は次ページに続く。)
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ウを. 小さい順にA, B, Cとする。 ① が異なる3つの実数解をもつようなkの範囲はエであり, ⓘが虚数解 をもつようなんの範囲はオである。 ただし, I オについては、以下のB群の〜⑨からそれぞれ1つを 選べ。 B群 ' © A<k<B ① A <k <C (3) k<B,C <k ⑤ A <k < B, C <k ⑦ A <k <B.B <k <C ⑨ k<A, A <k <B,C <k ①B <k < C ② k <A.B<k ④ k <A,C<k ⑥ k <A.B <k <C ⑧ k <A, B <k < C. C<h -23- ([V]の問題は次ページに続く。)
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(1)k は,A, B, C と異なる実数であるとする。 このとき, ⓘは, 異なる3つの解をもつ。 a,βを異なる2つの複素数とし, ①の異なる3つの解を, -1, α,βと する。 α2 + B2 は, k =カのときに最小となり 最小値はキである。 ただし、 キについては,以下のC群の⑩~⑨から1つを選べ。 C群 (0) -5 (1) 1 (2) 2 (3) 3 ④ 4 (5) 5 (9) -1 ⑦ -2 (8) ・3 -4 k= とする。 α3 + B3 = ク である。 ただし, クについては,上のC群の⑩~⑨から1つを選べ。 -24- ([V] の問題は次ページに続く。)
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(2)kは,A,B,C と異なる実数であり, かつk>0を満たすとする。 このとき, ⓘは, 異なる3つの解をもつ。 α, β を異なる2つの複素数とし, ①の異なる3つの解を,-1,α,β と する。 I= 2α2 + 2β2 +5 1- aß とする。 I を k を用いて表すと, となる。 I= ケ k + k サ I は,k= のときに最小となり、最小値はス セ である。 シ -25-
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次の問題 [VI〕は,情報科学部ディジタルメディア学科, デザイン工学部都市環境 デザイン工学科, 理工学部機械工学科機械工学専修・応用情報工学科のいずれかを 志望する受験生のみ解答せよ。 〔VI〕 eを自然対数の底とする。 関数f(x) を, f(x) = x(x-4)e^x とし,座標平面上の曲線y=f(x) をCとする。 (1) f(x) の極限値について, lim f(x) = ア + lim f(x) = x→∞ x" である。ここで,必要ならば、正の整数nに対して lim =0が成り立つこ xo ex とを用いてもよい。 ただし, ア |イについては,以下のA群の~⑨からそれぞれ1つ を選べ。 ここで,同じものを何回選んでもよい。 A群 1 0 (1) 1 ・3 (3) 3 4 (5 -4 (7) e-1 (8) 8 (9) 18 -26- ([VI〕 の問題は次ページに続く。)
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(2) f(x) の導関数をf'(x) とする。 f'(x) = - 2_ · (x². ウ x + である。 f'(x) = 0 となるxの値をα, β とする。 ただし, α < β とする。 f(x) の第2次導関数をf'(x) とし, f'(x) = 0 となるxの値をx, 8 とする。 ただし,y < 8 とする。 y = オ - |カ である。 -27- ([VI〕 の問題は次ページに続く。)
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4個の実数α, B, r, δを, 小さい順にp,g,r,s とおく。 ここで必要ならば, •√5の小数第3位を四捨五入した値は 2.24 ・√6の小数第3位を四捨五入した値は 2.45 •√7 の小数第3位を四捨五入した値は 2.65 であることを用いてもよい。 f(x) の増減と, Cの凹凸は次のようになる。 • x <pにおいて, キ 。 • p < x < g において, ク • g <x<rにおいて, ° ケ。 ●r<x<sにおいて, コ ° ●s <xにおいて, サ ただし, キ サについては、以下のB群の① ~ ④ からそれぞれ1つ を選べ。 ここで,同じものを何回選んでもよい。 B群 ① f(x) はつねに増加し, Cは上に凸である ② f(x) はつねに増加し, Cは下に凸である ③ f(x) はつねに減少し, Cは上に凸である ④ f(x) はつねに減少し, Cは下に凸である ([VI〕の問題は次ページに続く。) 28-
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f (α) の符号を考える。 である。 f(α)シ 0 ただし, シについては、以下のC群の① ② から1つを選べ。 C群 (1) > f(α) は, f(x) のス 。 (2) < f(B) は, f(x) のセ ただし, ス セについては,以下のD群の①~⑤ からそれぞれ1つ を選べ。 ここで,同じものを何回選んでもよい。 D群 ① 極大値であり, 最大値でもある ② 極大値であるが, 最大値ではない ③ 極小値であり, 最小値でもある ④ 極小値であるが, 最小値ではない ⑤ 極値ではない -29- ([VI〕の問題は次ページに続く。)
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(3) A を実数とする。 部分積分法を用いて, Sx² + dx = x² + A √xe - dx xdx= = と表すとき, A = ソである。 Cとx軸, および2直線x= 0, x=4で囲まれた部分の面積は, である。 ze + ツ - 30-
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次の問題〔VII〕は,情報科学部ディジタルメディア学科, デザイン工学部都市環境 デザイン工学科, 理工学部機械工学科機械工学専修 ・ 応用情報工学科のいずれかを 志望する受験生のみ解答せよ。 (VII) 対数は, 自然対数とする。 関数f(x) を, COS X f(x) = (0 ≤ x ≤2) sin x - 2 とし,座標平面上の曲線y=f(x) をCとする。 f(x) の導関数をf'(x) とする。 0<x<2πにおいて, である。 ア sinx- イ f'(x) = ウ ( sin x − 2 ) - 32- [Ⅶ] の問題は次ページに続く。)
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0<x<2mにおいて, f'(x) = 0 となるxの値は,x = I ただし, エ<オとし、 I オである。 |オについては,以下のA群の~⑨ からそれぞれ1つを選べ。 A群 ① 762354 π π (8) 43443 π π π |27|6 7356 32 ([VII〕 の問題は次ページに続く。) -33-
ページ29:
f(x) の第2次導関数をf'(x) とする。 0<x<2πにおいて, カ sin x + キ f'(x) (sin x- 2) ク である。 ただし, |カについては,以下のB群の~⑨から1つを選べ。 B群 sin x (0) COS X (1) sin x cos x (2 2 (3) 2 sin x 4 2 cos x (5) 2 sin x cos x (6) sin² x ⑦ cos' x ⑧ 2 sin2x 9 2 cos2x -34- [VII] の問題は次ページに続く。)
ページ30:
0<x<2πにおいて, f'(x) = 0 となるxの値は,x= ケ コである。 ただし, ケ<コとし, コについては, 33ページのA群の ~⑨からそれぞれ1つを選べ。 -35- ([VI〕の問題は次ページに続く。)
ページ31:
f(x) の増減と, Cの凹凸は次のようになる。 π •0<x<において • π 2 サ 。 2 において シ ° •π<x<2において, |ス。 ただし, サ スについては,以下のC群の⑩~⑨からそれぞれ1つを 選べ。 ここで,同じものを何回選んでもよい。 C群 f(x) はつねに減少し, Cは上に凸である ① f(x) はつねに減少し, Cは下に凸である (2) f(x) はつねに減少し, C は変曲点をちょうど1つもつ ③ f(x) はつねに増加し, Cは上に凸である ④4) f(x) はつねに増加し, Cは下に凸である (5 f(x) はつねに増加し, Cは変曲点をちょうど1つもつ 6 f(x) は増加したのち減少し, Cは上に凸である ⑦ f(x) は増加したのち減少し, Cは変曲点をちょうど1つもつ (8 f(x) は減少したのち増加し, Cは下に凸である (9 f(x) は減少したのち増加し, Cは変曲点をちょうど1つもつ -36- ( [VII〕の問題は次ページに続く。)
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定積分 L f(x) sin x dx の値をI とおく。 t = sinx とおいて置換積分を行うと となる。 I= dt ただし, ソについては、以下のD群の~⑨から1つを選べ。 D 群 Ⓒ t-2 0 2-t ① t(t-2) 1 1 ② t(2-t) ③ ④ t-2 2-t t t t2 (5) (6 ⑦ t-2 2-t t-2 (8) t 2-t である。 1 = 3 -logチ -37- (以上)
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[I](1) (a) 8.7.6 8 C3 = = 56 アイ (d) 3.2.1 (b) A を頂角とする 二等辺三角形は 3通り (c) 頂角となるのは A~Hの 8通り 3×8 =24 ウエ AEを斜辺とする 直角三角形は A.E 以外の頂点 B,C,D F,G,Hの 6個から 1個 選べばよい 6通り オ 直角三角形の斜辺は AE, BF, 4通り CG, DH (c)より つの斜辺に対して 直角三角形は 6通り 4×6 = C C B A D E H A B H G G D F A H B 24 カキ D E F 5
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(e) A: TP = 等辺三角形 B: Tが直角三角形 とおく ドモルガンの法則より A ^ B = AUB n(AUB)=n(A) + n (B) - n (AnB) AB 二 二等辺三角形であり かつ直角三角形である Aを頂とする 二等辺三角形のうち 直角三角形となるのは 一個 頂角が B,C,D,E,F,G, Hのときも 同様 = n(A~B)=1x8 8 H B G D F E n(AUB) = +n(B) n(A) - n(AB) 24 + 24 ・8 ((b)(c)より) 40 : n ( Ān B ) = n(AUB) = n (U) = n(AUR) 56 - 40 = 16 ((a)より) クケ
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(2) (1) (a) n=0 T₁₁ とで 共通する頂点が0 T₁ の選び方 C 3 T2 の 選び方 Tで選ばれなか 2 た 5個の頂点 から3個選べばよい 5 C3 (b) 8 。 C z × 5 C z 8.7.6 5.4.3 = X 3.2.1 3.2.1 = 56× 10 = 560 n=2 T₁ T2 の両方で . 選ばれる頂点は 8C2 通り 選ばれた2個以外から T. となる頂 占 は 6 通り 選ばれた2個 T.の1個以外から Tとなるのは 5通り 8 ↓ コサシ TT2 共通 2 C₂ ↓ T₁ 1個 6 T1個 5 8C2×6×5 8.7 = ×6×5 2.1 = 28×30 = 840 スセン
ページ36:
(c) TuTz= = {A,B,C,D,E,F}
n=0
TTの辺が交わらない
B
A
H
D
F
G
T₁
T₂
(A.B.C}
{D,E,F}
B
H
{A,B.F}
(C, D, E ]
[A.E.F}
{B.CD}
G
B. C. DI
|A. E
f}
F
{C. D. E]
{D.E.F}
A.B.F3
A
A. B. C 1
B
H
6通り
(d)
n=0
Tie Tz a
辺が交わらない
8個の頂点から
6個の選び方
8C6
選ばれた6個の頂点に対して
n=o かつ TとT2 が交わらないのは
(C)より
6通り
・Co
×6
=
d
C2x6
8.7
×6
=
=
2.1
28×6
=
168
D
A
H
B
チッテ
F
E
G
G
ページ37:
[Ⅱ] A (6.2.0) B (2 6,0) C (2,4,2) OA . OB cos 0 = = 6.2+2.6 = 12 + 12 = 24 + 0 0 アイ 0A-OB 136+4 24 = 2X 2+02 2 = 14+36 24 3 40 5 24 14040 + 5² + 0' ウエ sin² 0 + cos³ = ・1より sin² 0 = 1 - cos' O =1-(1/2) 2 25 9 25 25 0°0 <180°) 16 25 sin 0 > 0 16 4 Lin O = 25 5 SOAB = — 10A 10B | sin 0 = ・140・140 4 5 0 4 40 = 16 オカ 5 B
ページ38:
A 16.2 0 ) B (2 6.0) AB を : 3 R 内分する点 D 3.6+1.2 3.2+ 1.6 30+1-0 D ( ) +3 | + 3 1+3 DI 18+2 6 +6 0 ) 4 4 20 12 D 0 ) 4 4 D キク O E = = ( 5.3.0) AB = 4 OB + V B C + ✓ 100 OB) 0 = + r - roß = 11 - r) O B + roc = (1-r) (2,60) + r (2, 4, 2) = (2-2r, 6-60 . 0 ) + (2r, 48.25) = 12,6 6-28, 28) 1 AB = OE = = AB OB O A (2.6.0) 1-4,4, 0) - (6.2.0) =2(-4) + (6-2). 4 + 2r. 0 = 8 + 24 - 8 = 16 -
ページ39:
「 OE AB = 4 より 16-8r= X -8r = -12 OE + = 12 8 3 = ケコ 2 = ' = = = 12 12, 6-28. 6 6 - 2 3 ノ 12 3, 3) ' 28) 31 2 ' 3) 2 2 ) C OF= SOD + to E = 5 (5, 3, 0) + t (2, 3, 3) = ( 5 S. 3 S. 0 ) + (2 t, 3t, 3t) = (55 + 2t, 35 + 3 t, 3 t) (2,4,2), H (2, 4, 0 ) Fは 直線CH上の点より 実数とすると lを OF = o c + l C H = σ C + 110H 0 = + = = loh - loc 11-1100 + 10H (1-l) (2.4.2) + 1 ( 2, 4, 0 ) H I J 0 0 77 H = 12-21 4-41, 2-21) + (21, 41, 0) = = 12.4. 2-21) : 55 +2t = 2 35 + 3t = 4 E
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(- 15S+6t 65 95 +6t S = == 6 8 2 9 5.(-1/2) ・+2t = 2 9 10 +2t = 2 9 FのZ座標は 2t 10 2t=2+1 9 = 18 9 + + 9 28 2t 9 14 t 9 2 14 t サータ 9 9 14 14 3t=3 チーテ 9
ページ41:
面体 OABC V 面体 ODBF W V = 1 11 = = XO ABC X C H • APC 2 3 1/3 AD: DB = A B C 0 F (2.4 14 IC (2.4, 2) -) H D3 A . 3 より 3 3 AOP B = A B C = ABC 1+3 4 W = 1/3 X ODBX FH ✓ ✓ 3 SABC. 1 X 14 3 4 3 7 = ABC W V 6 = 7 FoABC 7x6 T D A B C 2 7 ABC = 2 予 × 6 ト ナ 4 3
ページ42:
〔目〕 L, B > O ' m > 1, n > | 2 α + B = 兀 4 tan d = m tan B n (1) n = 2 のとき tan B = 1/1 2 | + tan² ß ++ cos³ß 2 より I = cos'ß 4 cos'ß 5 I 4 2 cos², = cos'ß 4 アイ 5 cos (2B) = = = 5 2 cos² ß - 1 3 $5 5 ウ H
ページ43:
(2) tan (+ 4 こ tan I - 2α) = = 2 tan(20) 1 + tan π tan (2α) 1 + - tan(20) tan (20) tan (2d) = 2tand tana 2 m m 2 = tan ( 7 - 2α) = 4 - 1 + M M L 2 tan (2α) tan (2d) 22+ 2 - M Mz 2m 2 m²-1 オ⑦ 2m + m²-1 2 m M 22 m -1 2 + 2m m + 2m - 1 兀 B = より 4 tan B I n ß = π 4 - 2 2d = tan | 4 - 2α) 1 ケ ⑥ コ 5 M M 2 2- 2 m + 2 m - = = Im M 2 2 + + 4m 2 m - 1) 2m-1 - - I m m 2 2 -2m-1) + 2m + 1 n = 2 m + 2 m -1 2 m - 4m = | + 2 M -2m-1 サ
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(3) n> | [ ') | + M M 2 2 & M 2m-1 4m 2m - > 4m > 4 > 0 > 0 12 同符号 2 4m M 2m - M > 1 2 3 M 2 m - > 0 M M 2 - M 2 m = = - 1 = 0 とすると 1 = 0 2.1.m (-1) ± √(-1)² - FED | ± | +- = 1-12 1+12 'm m> | より ii の解は m > √2 + 1 スセ nが整数 = n | + 2 M n≧2より + 4m 2m - 1 2 4m m² - 2m - 1 2 M 4m 2m - 1 m2-2m-170なので (4) (3)より 4 m ≥ m 0≥m 2 m² - 6m -1 4m 2 2 2 - 2m-1 2 - 6m -1 m²- 2m -1 ソ ① ①
ページ45:
m)より m2_6m-1 = 0 とすると m2+2(-3)m 1 = O m = − (−3) ± √(-3)² - |· (-1) = 3土 9+1 = 3 ± √√10 m²-61 m - | < m ≤ 3 + √10 m 3-10 13 +110] の 解は 9 < 10 <16 より 厚く広く116 6 < 3 + 広く7 1 < m ≤ 3 + 10 を満たす 整数mは m= 2,3,4,5,6 4m m2-2m-l ① より = n | + nが整数となるのは 4mが L 4m m 2m-1 が整数のとき m2-2m ・1 の倍数のとき m=6のとき m=5のとき 4.6 4m= m²2m-1= =24 2 = 36 - 2·6-1 12 - ☐ 2 4m = m² - 2m -1 = 4.5 = 20 52-25-1 =25-10-1=24 23
ページ46:
m=4のとき m m=3のとき - 4m m-l = = = 4.4 4m m²-2m-l 4 16 = 2 = 16 2.4-1 8 - | = 4.3 = 12 2 = 3 2.3-1 2 - 9 - 2m-1 7 - 6-1 = 2 : 4112 m の倍数 このとき n は整数となる ①より n = →+ 1 + 6 = 7 : 整数m と整数の組(min)のうち mが最大となるのは (m n) = (3,7) タチ
ページ47:
[v] f(x)=x (1) c: y=f(x) f'(x)= - 5x +3x - 5.2x+3.1 10x+3 = 3x² = 1x 3113x f'(x) = 1) 0とすると (x 3) (3x-1) = 0 - x = 3,3 x = 1 x=3, x = 3 → 3 3 1/3 3 アイウ f(x) の増減表 x f'(x) f(x) 3 + 0 → 3 - 0 + 極大 極小 +(1)は、+(x)の極大値である f(1/3)は X≧0における I ① f(x)の最大値でも最小値でもない f (3) 12. f(x)の極小値である 9 - 1 10 ③
ページ48:
(2) f(0) f(3) = : f(3) は = 0 3 3 - 27 - 2 5.3 + 3.3 45 +9 X ≥0 における f(x) の最小値である = n - 5x +3x = a : の 9 36 キ 0以上の異なる実数解の個数 ①の 実数解は y = f(x) とy= aのグラフの f(3) 共有点のx座標と一致する • n=0 acf(3) ク⑥ n = | . n = 2 f(3) = -9 0 ② -1m a = + (3) +(3) または +(1/2) ca ケ④ f B} ) < a < o 3 または a=f(1/2) コ (0 •n=3 osac+(1/3) x
ページ49:
(3) l A ( 2. f (2) ) C 9 Aにおける接線 f(x) = x 3 f'(x) = 3x² lの方程式 9-7(2) y - = = - = 2 5.x + 3x 10x +3 f'(2) (x-2) f'(2) (x-2)+ f (2) (3.2²-10·2+3) (x-2)+ (2³ - 5·2 + 3·2) = 112 - 20 +3) (x-2)+ 18 - 20+6) = 51x 2) - = 5x + 10 = 5x +4 - - 6 6 l y = - lの 共有点 の 5x+4 x座標は 2 - 5x +3x = - 51 +4 の解と - 致する サシス 5 x² + 3x + 5x 4 = 0 3 2 5x +8x 4 = 0 21 (x-2) (x² 2 - 3x+2) = 0 (x-2)( (x - 1) (x - 2) = 0 (x-2)² (x-1) x 2 = 0 Bax x座標は X = セ - 58 2 -3 6 - 4 4 2 0
ページ50:
求める面積は y の斜線部分で 0 Sとする 5x + 4 ) − (x²- 5x²+3x) } de 1.1E-5× = 3+ 3 = S. ' 1 - 5 x + 4 - x² + 5 x ² - 3x) du = 1- x 3 2 +5x = 4 -8x+4) dx 3 1 2 [+] x² - 8 ½ x² + 4 x ] ! = 1-4 3 12 17 12 x + 5. + + 3 20 12 2 4+4) 0 ソーツ w~ 3 >x B C
ページ51:
[v] 3 x +kx²+1 - h=0 解x= ①が2重解をもち x= が の2重解のとき の -1以外の解を 〆とおく 解と係数の関係より -| +(--) + d = - k (-1) (0) + (1) · α + α. (-1) = 0 -1.(-1).2 (1-k) = - |- (2) より - 〆 -d - = 0 2d = −1 d=1 2 ③ より (-1)-(-1) = - ++h -1+k=1/2 k k = = 2 34 2 + | x = -| が 2重解でないとき -1以外の解をBとおく B12 2重解 ア⑦
ページ52:
解と係数の関係より
-1+B+B
=
-k
-1. B + B. B +β(-1) =0
⑤ より
- 1. B. B
B+B
2
B
B1B
B
-
-
=
-
11-k)
2
-
ß
2 B
2)
= 0, 2
=
0
= 0
=
0
より
B=0のとき
-1+0+0=
k
=
B
=2のとき
−1 + 2 + 2
k
=
-
k
-
k
= 3
k
-
3
またはk
=
A=-3,
B=1,
c=3
2
x3+kx²+1
解 x =
-
-
k
= 0
(4)
⑤5
--
k
0
1- k
(x+1){x^ +(k-1)x k+1 = 0
-|
- 1+1
k-1
|
k-1 -k+1
0
① が異なる3つ
の実数解をもっとき
-
x²+(k-1)x k + 1 = 0 が -1以外の
異なる2つの実数解をもつ。
ページ53:
判別式をDとすると k 1+ 1 3 かつ D > O (アより) 2 2 Doより (k-1) k + 3 2 より 4 (-k + 1) > 0 k-2k+1+4k 2 k² + 2k - - 470 3 > 0 (k-1)(k+3)>0 k < - 3.1ch k<-3, Ick</1/23 1/2くん k < A, B < k < c, c‹ k オ
ページ54:
(1)
3
x² + k x² + 1 -k
= 0
(x + 1) { x²
2
+(k-1)x
-
+1}
の
異なる3つの解
= 0
-1, α, B
L. B 12 x + (k-1) x - ₤ + 1 = 0
の異なる2つ
の解
解と係数
の
関係より
α + B
=
-
(k-1)
α B
=
- k +1
L² + 2 α B + ß³ = (α+B)²
2
2
+
=
(L+B)² - 2αß
= (-(6-1)²²-2(-k+1)
=
(k-1)² + 2k-2
= k² - 2 k
+1
+
2k-2
=
2
:
2" + 3" 17
= 0 のとき最小
最小値 -1
k=0とする
2 + B
=
(0-1)=1
0+ 1 =1
L B
=
2
2
B
3
23 + 3 2 ² ß + 3 2 ß²+ ß³ = (α+B)³
3
3
x² + B³ = (α+A)³ - 32B-34B²
=
=
=
32ß
(2 + R) ³ - 3dB (α+B)
13 - 31.1
3
=
2
p
キ
ク⑦
ページ55:
(2) A = - 3. k > o x 3 + kx² 2 3 B = I. C = ³/ 2 + 1 - k = 0 (x+1) (x² + (k-1)x - k+1} = 0 異なる3つ の 解 2 2 2 2 + 2 3² + 5 I = = |- LB 2(d² + B²)+5 LB (1)より 2 +B = k² - 1 6 + 1 L B = I = 2(k - 2 2 - 1) + 5 (-k+1) 2 k² + 3 k = 2k k² 2k+ 3 k + k 2 +5 ケコ koより 2 k 70. // > 3 >0 k 相加平均と相乗平均の関係より 3 I = 2k + 3 ≧2 2k k = 2√ō 3 等号成立は 2k = のとき k 2k² k²= = 3 3 2
ページ56:
koより 3 厚 k = 2 = √ 2 エは k == のとき最小 サシ 2 最小値 2/6 スセ
ページ57:
(VI) f ( ) = x(x-4) c: y = f (x) (1) lim fu) x+1 = lim x (x-4) e** x+6 x 4x = lim ex = 0 lim fux) = lim x(x-4) e-x x-1-1 = ∞ (2) f(x) = = x(x-4) e (x² - 4 x) e -x イ f'a = (x² - 4x) ex -x + (x² 4x) (e¯x) f'(x) = = = = 0 (2x-4)é x + (x² - 4x) e- (-x) (2x-4)+(x²-4x).ex (-1) (2x-4 x +4x10x - (-x+6x-4) e¯* (x² - とすると -x 6x + 4) e ウエ - (x² 2 2 -x 6x+4)ė = 0 = 0 x + 2 (-3) x + 4 x = = = (-3) ± (-3)- 1.4 3±9-4 3±5 A d B = "1 = 3 - 3+ 15 55 15
ページ58:
2 f" (x) = (x² + 6x-4)'e** + (-x²+ 6x-4) (e¯*)' = -x (-2x+6) ex + (-x²+6x-4) e-* (-x)' 2 = (-2x + 6) e²x² + (-x²+6x-4) c* (-1) (-2x+ 6 + x 2 - 6 x + 8 x + 10 ) e -x 4) e -x = = (x² - f" (x) = 0 とすると (x² - X - 8x + 10 ) e = 0 2 + 2 (-4)x + 10 =0 x 2 x = (-4) ± √(-4)² - 1 - 10 = = 11 = - 4 ± 116 - 10 4 ± √6 - To 4 4+16 = 3 B = I - f = √5 = 3 - 2.24 = 0.76 3 + 5 = 3 +2.24 r = √6 = 4 4 - = 5.24 2.45 = 1.55 = 6.45 4+16≒4+2.45 + H オカ S = 小さい 順に P = α . =r r = ß = N f , f(x)の増減の凹凸 x P + 0 f'(x) 0 + f"w + foo q + - C 0 - - S 0 +
ページ59:
. x<Pにおいて f(火)はつねに減少し、Cは下に凸である † 4 P<x<gにおいて f はつ ねに増加し、Cは下に凸である ③ qxrにおいて f(x)はつねに増加し、Cは上に凸である rxくにおいて 5(x f(x)はつねに減少し、Cは上に凸である において f(1) はつねに減少し、Cは下に凸である コ ①
ページ60:
f(x) d = x = 3 - (x-4) e- 5 x (3-15) (3-5-4)e-d =13-15)-1-5)e-a f(α) = 3 - 店50 -1- 15 coe -d f(d) o 0 より P = α q v=B f(x)の増減表と Rim f(x) = O より X-10 f(α)は極小値 であり、最小値でもある ス③ f(x) の増減表 limof(x)=0より f(B)は極大値であるが、最大値ではない セ②
ページ61:
2
(3) [ x² ex dx
=
-
| x² (= e¨³)'dx
=
x² (= e^^) - | (x²)' (-e^^) de
-
x
= = x² e²* + / 2x e- * dx
-
2
=
x
e
×
+
2 / x e-x dx
A
=
求める面積は
2
図の斜線部分で
ソ
y
Sとすると
S = S ³ { - x ( x − 4 ) e ²*
=
0
2
- X
} de
Jo" ( - x² + 4x) e du
0
$
2 -x
e
du
4
☑
4 / x = " de
+ 4
0
ex dx
4
C
-x
= - [[ -x'e^) (+ 1 x Cdk | +4] x="de
=
[ x
- x
e
=
=
ここで
0
42e-4-0
16e-4 +
0
+2
-
2
1 x e² x dx + 4 / x ex dx
+ 21°² x e²x dx
2
2 fo² x e-x dx
1. " x e- dx
0
=
x (- e-x)' du
=
x (- e-x) ] : - / Wi (- é¯x) dx
-λ
=
41-e) - 0 +
-x
= - 4 e 4 + [ - e *)&"
= - 4 e- * + / - e-x-(-e") {
+ ] 1. ex dx
り
x
ページ62:
S = = - 4 e-k = -50-4 - e +1 -4 + 1 16 e- * + 2 (-5e-4 +1) = 160-* 1 10ē-x + 2 = be 6e-4 + 2 9.4.")
ページ63:
[VIT] C : f(x)= cos x sin x y = f (x) f'(x) = = = - 2 (0≤x≤2π) (cosx) (sinx-2) ( sind cock (sinx-2) 2)² cosx cos x 2 sin x \ sin x-2) (sinx - 2) 2 sin ut 2 sinh I sin k - 2)² cos²x (sin² x + cos ²x) f'(x) = 2 Linx - = ( sin x - 2)2 2 sin x = (sin x - 2) 2 0 とすると 2 sinx - = = 0 OX(2匹より 2 sin x = sin x = I 2 元 x = 6 6 元 -| 3.1.3. I オ⑤ 1 1/2
ページ64:
f(x)
2 sin x
=
(sin x-2)²
f" (x) = 12 sinx - 11' \ cinx-2)² - (2 sin x-1) { (sin x-2)²\'
{( find -2)²}2
2 cos x ( sinx-2)²
=
( sind
-
2 cos x (sin x-2)
==
2 cos x
=
)
Sin a
-
-
-
(2 sinh 1). 2 (sin x-2) (sin x-2)
21%
2 ( 2 sin x − 1 ) .
(sin x-
2
3
( sin x - 2) ³
-
2)3
2 sink +1)
cos x
2 cos x
|- sin x-1)
(sin x - 2) ³
2
cos x ( sin x + 1)
カ④
キク
(sin x - 2) 3
f(x) = 0 とすると
- 2 cos x ( sin x + 1) = 0
cos x = 0
O < K < 2 π L)
x =
2
→
3
2
sinx = -
= 1.3 x
x =
'
3
x=-λ
ケ②コ⑨
ページ65:
f(x)の 増減と Cの x 0 f(x) †" (0) f(x) + 0 57 K☑ + 2 + 0 π 0 < x < において + R 094 - - 3 ~W 2 1. 0 + 2匹 サ 8 シ⑥ 2 f(x)は減少したのち増加し、Cは下に凸である くく下において f(x)は増加したのち減少しは上に凸である 元(x〈2匹において f(x)はつねに減少し、Cは変曲点をちょうどにもつ ス②
ページ66:
f(x) =
I
=
=
J &
S
t = sinx
t
dt
x
=
0
0
cos x
sinx-2
f(x) sinx dx
cos x
Sinx dx
Sin X
・2
とおくと
cos x dx
+
元
I
こ
I =
=
J.
0
Link
Linx
t
t
- 2
COSX dà
=
1) is
dt
セン⑤
2
2
+
-) dt
t-2
-[t+2bg|6-21]
t + 2 lug It - 21 ] !
=
=
0
t-2 / t
{ 1 + 2 log 1-1 1 } - (0 + 2 log 1-21}
t
-
2
2
= ++
2 log |
0
2 lug 2
=
=
1 - 2 log 2
1-log 22
= 1 - log 4
タチ
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