日本大学/2026年度/N方式第1期

I日本大学 2026年 数学 第I問解答・解説

二次関数データの分析いろいろな式数列

1問題

日本大学2026年度第I問

次の 11〜5454 の1つ1つには、00から99までの数字または負の符号 −- のいずれかが入る。それらを解答用紙の 11〜5454 にマークして答えなさい。ただし、分数はすべて既約分数で答え、負の分数のときは符号を分子につけなさい。また、根号の中の数は最も小さい自然数を用いて答えなさい。
(1) aa は正の実数とする。xx についての2次方程式 x2−2ax+a2−9=0x^2-2ax+a^2-9=0 の解の1つが x=2x=2 であるとき、a=01a=\boxed{\phantom{0}}_{\text{1}}、もう1つの解は x=02x=\boxed{\phantom{0}}_{\text{2}} である。
(2) kk を実数とする。命題「1≦x≦61\leqq x\leqq 6 ならば k2−7k−7≦x≦k2−kk^2-7k-7\leqq x\leqq k^2-k である」が真であるような、kk のとり得る値の範囲は 03≦k≦04\boxed{\phantom{0}}_{\text{3}}\leqq k\leqq \boxed{\phantom{0}}_{\text{4}} である。
(3) ii は虚数単位とする。(1+2i)3(1+2i)^3 の実部と虚部の和は 050607\boxed{\phantom{0}}_{\text{5}}\boxed{\phantom{0}}_{\text{6}}\boxed{\phantom{0}}_{\text{7}} である。
(4) 7つの値からなるデータ 1,2,3,4,5,6,71,2,3,4,5,6,7 の分散は 08\boxed{\phantom{0}}_{\text{8}} である。この7つの値それぞれに 0.250.25 をかけたデータ 0.25,0.5,0.75,1,1.25,1.5,1.750.25,0.5,0.75,1,1.25,1.5,1.75 の分散は 09.010011\boxed{\phantom{0}}_{\text{9}}.\boxed{\phantom{0}}_{\text{10}}\boxed{\phantom{0}}_{\text{11}} である。
(5) 等差数列 {an}\{a_n\} の初項から第 nn 項までの和を SnS_n とする。
S4−S3=18,S5−S4=22S_4-S_3=18,\quad S_5-S_4=22 であるとき、数列 {an}\{a_n\} の一般項は an=012 n+013a_n=\boxed{\phantom{0}}_{\text{12}}\,n+\boxed{\phantom{0}}_{\text{13}} である。

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)
    a=5, x=8a=5,\ x=8
  • (2)
    3≦k≦83\leqq k\leqq8
  • (3)
    −13-13
  • (4)
    4, 0.254,\ 0.25
  • (5)
    an=4n+2a_n=4n+2

3解答

解答を見る途中式つきの解答

考え方

各設問を既知根の代入、命題の端点条件、複素数の展開、分散の計算と拡大縮小、等差数列の項と公差に帰着し、端点・既知条件を代入して成り立つことを示した。

解答

(1) x=2x=2 を方程式に代入すると 4−4a+a2−9=04-4a+a^2-9=0、すなわち (a−5)(a+1)=0(a-5)(a+1)=0 である。aa は正だから a=5a=5。解の和は 2a=102a=10 なので、もう1つの解は 10−2=810-2=8 である。代入すると x2−10x+16=(x−2)(x−8)x^2-10x+16=(x-2)(x-8) となり確認できる。

(2) 命題がすべての 1≦x≦61\leqq x\leqq6 で真となるには、左端 x=1x=1 で下限条件が成り立ち、右端 x=6x=6 で上限条件が成り立つことが必要十分である。よって
k2−7k−7≦1k^2-7k-7\leqq1 と k2−k≧6k^2-k\geqq6、すなわち
(k−8)(k+1)≦0(k-8)(k+1)\leqq0 と (k−3)(k+2)≧0(k-3)(k+2)\geqq0 を同時に満たす。前者は −1≦k≦8-1\leqq k\leqq8、後者は k≦−2k\leqq-2 または k≧3k\geqq3 だから、共通範囲は 3≦k≦83\leqq k\leqq8 である。端点でも元の条件はそれぞれ等号となるため含まれる。

(3) (1+2i)2=−3+4i(1+2i)^2=-3+4i なので
(1+2i)3=(−3+4i)(1+2i)=−11−2i(1+2i)^3=(-3+4i)(1+2i)=-11-2i である。実部と虚部の和は −11+(−2)=−13-11+(-2)=-13 である。

(4) データ 1,2,3,4,5,6,71,2,3,4,5,6,7 の平均値は 44 であるから、分散は
17{(1−4)2+(2−4)2+⋯+(7−4)2}=287=4\frac{1}{7}\{(1-4)^2+(2-4)^2+\cdots+(7-4)^2\}=\frac{28}{7}=4 である。各データを 0.250.25 倍すると平均からの偏差も 0.250.25 倍となるため、分散は (0.25)2(0.25)^2 倍となる。従って変換後の分散は 4(0.25)2=0.254(0.25)^2=0.25 である。

(5) Sn−Sn−1=anS_n-S_{n-1}=a_n だから、a4=S4−S3=18a_4=S_4-S_3=18、a5=S5−S4=22a_5=S_5-S_4=22 である。等差数列の公差は 22−18=422-18=4。従って an=18+4(n−4)=4n+2a_n=18+4(n-4)=4n+2 である。n=4,5n=4,5 を代入してそれぞれ 18,2218,22 となり、条件を満たす。

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

  • 二次方程式とグラフ
  • 二次不等式とグラフ
  • 分散と標準偏差
  • 複素数の四則演算
  • 等差数列の一般項と和
  • 総和記号と数列の和

答えと解答は AI で作成したものです。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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