秋田大学/2022年度

1秋田大学 2022年 数学 第1問解答・解説

指数関数・対数関数場合の数と確率データの分析

難易度必答 レベル 2/10 目安 15分編集部の評価

対象教育文化・理工など医学科は解かない

1問題

秋田大学2022年度第1問
次の問いに答えなさい。

(i) x≦2x\leqq2 において関数 y=22x+2−2x+2y=2^{2x+2}-2^{x+2} の最大値と最小値を求めなさい。

(ii) 5 個の数字 1、2、3、4、5 のうち異なる 3 個の数字を並べて 3 桁の整数を作るとき、6 の倍数は何通りあるか求めなさい。

(iii) 次のデータは都市 A の 5 年間の猛暑日の日数のデータである。
A: 412356(単位は日) \text{A}:\ 4\quad 12\quad 3\quad 5\quad 6\quad(\text{単位は日})
同じ期間において都市 B の猛暑日の日数の標準偏差が 4 だった。A の猛暑日の日数の分散を求め、猛暑日の日数の散らばりの度合いが大きいと考えられるのは、A、B のどちらなのか答えなさい。

出典:秋田大学 2022年度 数学 第1問

まずは自分で解いてみましょう。解けたら「答え」、詰まったら「解答」で確かめられます。

タイマー

15:00

2答え

答えを見る自分の答えと照らし合わせる
  • (i)
    最大値 4848(x=2x=2)、最小値 −1-1(x=−1x=-1)
  • (ii)
    8 通り
  • (iii)
    分散 1010、散らばりが大きいのは B

3解答

解答を見る途中式つきの解答

考え方

(i) は t=2xt=2^{x} とおくと tt の 2 次関数になる。x≦2x\leqq2 より 0<t≦40<t\leqq4。(ii) の 6 の倍数は「偶数」かつ「各位の和が 3 の倍数」。(iii) は B の分散 42=164^{2}=16 と比べる。

解答

(i)

t=2xt=2^{x} とおくと、x≦2x\leqq2 より 0<t≦40<t\leqq4 で
y=4t2−4t=4(t−12)2−1. y=4t^{2}-4t=4\left(t-\dfrac{1}{2}\right)^{2}-1.
t=4t=4(x=2x=2)で最大値 4848、t=12t=\dfrac{1}{2}(x=−1x=-1)で最小値 −1-1 をとる。

(ii)

6 の倍数であるのは、一の位が偶数で、各位の数字の和が 3 の倍数のときである。和が 3 の倍数になる 3 個の数字の組は {1, 2, 3}\{1,\,2,\,3\}、{1, 3, 5}\{1,\,3,\,5\}、{2, 3, 4}\{2,\,3,\,4\}、{3, 4, 5}\{3,\,4,\,5\} である。

・{1, 2, 3}\{1,\,2,\,3\}:一の位は 2 で、2 通り。
・{1, 3, 5}\{1,\,3,\,5\}:偶数がないので 0 通り。
・{2, 3, 4}\{2,\,3,\,4\}:一の位は 2 か 4 で、4 通り。
・{3, 4, 5}\{3,\,4,\,5\}:一の位は 4 で、2 通り。

よって 8 通り。

(iii)

A の平均値は 4+12+3+5+65=6\dfrac{4+12+3+5+6}{5}=6 で、分散は
(−2)2+62+(−3)2+(−1)2+025=505=10. \dfrac{(-2)^{2}+6^{2}+(-3)^{2}+(-1)^{2}+0^{2}}{5}=\dfrac{50}{5}=10.
B の分散は 42=16>104^{2}=16>10 だから、散らばりの度合いが大きいのは B である。

読み終えたら解答を閉じて、もう一度自分の手で解いてみましょう。

この問題で使う考え方

  • おきかえによる2次関数への帰着
  • 倍数の判定
  • 分散と標準偏差

答えと解答は編集部が AI で作成したもので、大学が公表したものではありません。誤りに気づいたらお問い合わせから教えてください。

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