愛媛大学/2025年度/前期

1愛媛大学 2025年 数学 第1問解答・解説

数列図形と計量場合の数と確率指数関数・対数関数いろいろな式

難易度勝負 レベル 4/10 目安 25分編集部の評価

対象教育・工・農医学科は解かない

1問題

愛媛大学2025年度第1問
以下の問いに答えよ。

(1) {an}\{a_{n}\} を等差数列、{bn}\{b_{n}\} を等比数列とし、数列 {cn}\{c_{n}\}、{dn}\{d_{n}\} を
cn=an+bn,dn=an−bn(n=1, 2, 3, ⋯ ) c_{n}=a_{n}+b_{n},\qquad d_{n}=a_{n}-b_{n}\quad(n=1,\,2,\,3,\,\cdots)
で定める。c1=2, c2=−12, d1=0, d2=72c_{1}=2,\ c_{2}=-\dfrac{1}{2},\ d_{1}=0,\ d_{2}=\dfrac{7}{2} のとき、{cn}\{c_{n}\}、{dn}\{d_{n}\} の一般項を求めよ。

(2) 半径 2 の円に四角形 ABCD\mathrm{ABCD} が内接している。AB=1\mathrm{AB}=1、AC=CD=DA\mathrm{AC}=\mathrm{CD}=\mathrm{DA} のとき、次を求めよ。

(i) sin⁡∠ACB\sin\angle\mathrm{ACB} の値

(ii) 辺 BC\mathrm{BC} の長さ

(3) 赤球 4 個、青球 3 個、緑球 2 個、白球 1 個が入っている袋から、同時に 2 個の球を取り出すとき、次の確率を求めよ。

(i) 取り出した 2 個の球が同じ色である確率

(ii) 取り出した 2 個の球のうち、少なくとも 1 個が赤球または青球である確率

(4) 12≦x≦2\dfrac{1}{2}\leqq x\leqq2 のとき、関数 y=(log⁡24x)(log⁡2x8)y=(\log_{2}4x)\left(\log_{2}\dfrac{x}{8}\right) の最小値と最大値を求めよ。

(5) (i) 整式 2x2+3x−32x^{2}+3x-3 を x−1x-1 で割った商と余りを求めよ。

(ii) 整式 (2x2+3x−3)2(2x^{2}+3x-3)^{2} を (x−1)2(x-1)^{2} で割った余りを R(x)R(x) としたとき、R(0)R(0) の値を求めよ。

出典:愛媛大学 2025年度 前期 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
  • (1)
    cn=n+12+(−2)n−1c_{n}=\dfrac{n+1}{2}+(-2)^{n-1}、dn=n+12−(−2)n−1d_{n}=\dfrac{n+1}{2}-(-2)^{n-1}
  • (2)(i)
    14\dfrac{1}{4}
  • (2)(ii)
    −1+352\dfrac{-1+3\sqrt{5}}{2}
  • (3)(i)
    29\dfrac{2}{9}
  • (3)(ii)
    1415\dfrac{14}{15}
  • (4)
    最小値 −254-\dfrac{25}{4}(x=2x=\sqrt{2})、最大値 −4-4(x=12x=\dfrac{1}{2})
  • (5)(i)
    商 2x+52x+5、余り 22
  • (5)(ii)
    R(0)=−24R(0)=-24

3解答

解答を見る途中式つきの解答

考え方

(1) は an=cn+dn2a_{n}=\dfrac{c_{n}+d_{n}}{2}、bn=cn−dn2b_{n}=\dfrac{c_{n}-d_{n}}{2} で初めの 2 項を出す。(2) は正三角形 ACD\mathrm{ACD} と正弦定理・余弦定理(∠ABC=180∘−60∘\angle\mathrm{ABC}=180^{\circ}-60^{\circ})。(4) は t=log⁡2xt=\log_{2}x で 2 次関数にする。(5)(ii) は (i) の結果 2x2+3x−3=(x−1)(2x+5)+22x^{2}+3x-3=(x-1)(2x+5)+2 を 2 乗して (x−1)2(x-1)^{2} を含む項を除く。

解答

(1)

a1=c1+d12=1a_{1}=\dfrac{c_{1}+d_{1}}{2}=1、b1=c1−d12=1b_{1}=\dfrac{c_{1}-d_{1}}{2}=1、a2=c2+d22=32a_{2}=\dfrac{c_{2}+d_{2}}{2}=\dfrac{3}{2}、b2=c2−d22=−2b_{2}=\dfrac{c_{2}-d_{2}}{2}=-2。公差は 12\dfrac{1}{2}、公比は −2-2 だから
an=n+12,bn=(−2)n−1. a_{n}=\dfrac{n+1}{2},\qquad b_{n}=(-2)^{n-1}.
よって cn=n+12+(−2)n−1c_{n}=\dfrac{n+1}{2}+(-2)^{n-1}、dn=n+12−(−2)n−1d_{n}=\dfrac{n+1}{2}-(-2)^{n-1}。

(2)

(i)

正弦定理より ABsin⁡∠ACB=2⋅2\dfrac{\mathrm{AB}}{\sin\angle\mathrm{ACB}}=2\cdot2、よって sin⁡∠ACB=14\sin\angle\mathrm{ACB}=\dfrac{1}{4}。

(ii)

△ACD\triangle\mathrm{ACD} は正三角形で、外接円の半径が 2 だから AC=4sin⁡60∘=23\mathrm{AC}=4\sin60^{\circ}=2\sqrt{3}。四角形は円に内接するので ∠ABC=180∘−∠ADC=120∘\angle\mathrm{ABC}=180^{\circ}-\angle\mathrm{ADC}=120^{\circ}。BC=x\mathrm{BC}=x とすると余弦定理より
12=1+x2+x,x2+x−11=0. 12=1+x^{2}+x,\qquad x^{2}+x-11=0.
x>0x>0 より BC=−1+352\mathrm{BC}=\dfrac{-1+3\sqrt{5}}{2}。

(3)

取り出し方は 10C2=45{}_{10}\mathrm{C}_{2}=45 通り。

(i)

同じ色は 4C2+3C2+2C2=6+3+1=10{}_{4}\mathrm{C}_{2}+{}_{3}\mathrm{C}_{2}+{}_{2}\mathrm{C}_{2}=6+3+1=10 通りで、確率は 1045=29\dfrac{10}{45}=\dfrac{2}{9}。

(ii)

余事象は 2 個とも緑球か白球のときで 3C2=3{}_{3}\mathrm{C}_{2}=3 通り。確率は 1−345=14151-\dfrac{3}{45}=\dfrac{14}{15}。

(4)

t=log⁡2xt=\log_{2}x とおくと −1≦t≦1-1\leqq t\leqq1 で
y=(t+2)(t−3)=(t−12)2−254. y=(t+2)(t-3)=\left(t-\dfrac{1}{2}\right)^{2}-\dfrac{25}{4}.
t=12t=\dfrac{1}{2}(x=2x=\sqrt{2})で最小値 −254-\dfrac{25}{4}。t=−1t=-1 で y=−4y=-4、t=1t=1 で y=−6y=-6 だから、t=−1t=-1(x=12x=\dfrac{1}{2})で最大値 −4-4。

(5)

(i)

2x2+3x−3=(x−1)(2x+5)+22x^{2}+3x-3=(x-1)(2x+5)+2 だから、商 2x+52x+5、余り 22。

(ii)

(i) より
(2x2+3x−3)2=(x−1)2(2x+5)2+4(x−1)(2x+5)+4. (2x^{2}+3x-3)^{2}=(x-1)^{2}(2x+5)^{2}+4(x-1)(2x+5)+4.
2x+5=2(x−1)+72x+5=2(x-1)+7 より 4(x−1)(2x+5)=8(x−1)2+28(x−1)4(x-1)(2x+5)=8(x-1)^{2}+28(x-1)。(x−1)2(x-1)^{2} で割り切れる部分を除くと
R(x)=28(x−1)+4=28x−24. R(x)=28(x-1)+4=28x-24.
よって R(0)=−24R(0)=-24。

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

  • 等差数列と等比数列の一般項
  • 正弦定理
  • 余弦定理
  • 余事象
  • おきかえによる2次関数への帰着
  • 剰余の定理

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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