数学の問題一覧

問題文

$t$が実数全体を動くとする。
このとき、点$$(\frac{1}{1+t^2},\frac{t}{1+t^2})$$はどのような図形を描くか答えよ。

解答形式

1.

半径 $r$ の円 $ \mathrm{O}\ $があり、この円の周上に定点 $ \mathrm{A}\ $ がある。点 $ \mathrm{A}\ $ における円 $ \mathrm{O}\ $の接線を $l$ とする。円 $ \mathrm{O}\ $ 上を動く点 $ \mathrm{P}\ $ に対し、点 $ \mathrm{P}\ $ から直線 $l$ に下ろした垂線の交点を $ \mathrm{Q}\ $ とする。

(1) $\mathrm{AP}^{2}\ $を $r$ と $ \mathrm{AH}\ $ を用いて表せ。

(2) $k$ を定数とする。 このとき ${\mathrm{AP}^{2}=k\cdot \mathrm{AH}}$ が成り立つことを示せ。

(3)${\triangle \mathrm{APH}}$の面積を $ \mathrm{AH}\ $ を用いて表せ。また、点 $ \mathrm{P}\ $が円 $ \mathrm{O}\ $上を動くとき、${\triangle \mathrm{APH}}$ の面積が最大となる点 $ \mathrm{P}\ $の位置を求めよ。

2.

座標平面上に2点$ \mathrm{A}(1,0)$, $\mathrm{B}(0,1)$ がある。$(0\le \theta \le \frac{\pi }{2}) $の範囲を動く点 $\mathrm{P}(\cos \theta ,\sin \theta ) $を考える。

(1) $\triangle \mathrm{ABP}$ の面積を $\theta $ を用いて表せ。

(2) $\triangle \mathrm{ABP}$ の面積の最大値を求めよ。

(3) $\triangle \mathrm{ABP}$ が直角三角形となるような $\theta $ の値をすべて求めよ。

(4) $\triangle \mathrm{ABP}$ の重心 $ \mathrm{G}$ の軌跡を求めよ。

3.

二次方程式 $ax^{2}+bx+c=0$ を考える。ただし、(a,b,c) はすべて奇数である整数とする。このとき、この二次方程式の解が無理数であることを証明せよ。

4.

数列 ${{b_{n}}}$は、$b_{1}=1$ であり、$(n\ge 2)$ に対して、$$b_{n}=\frac{1}{n-1}\sum _{k=1}^{n-1}b_{k}$$を満たすものとする。

(1) $ b_{2},b_{3},b_{4}$ を求めよ。

(2) $b_{n}$ を $n\ $の式で表せ。

(3)数列 ${b_{n}}$の初項から第 $n$ 項までの和 $S$ を求めよ。

5.

$a,b$を正の実数とする。楕円 $\frac{x^{2}}{a^{2}}+\frac{y^{2}}{b^{2}}=1\ $上の点 $\mathrm{P}(x_{0},y_{0})(x_{0}>0,y_{0}>0) $における接線を $l$とする。接線 $l$と $x$ 軸、および$x$軸で囲まれる三角形の面積を $S$ とする。

(1) 点 $\mathrm{P}$が楕円上を動くとき、面積 $S$ の最小値を $(a,b)$ を用いて表せ。 

(2) 楕円の焦点の1つを $\mathrm{F}\ $とし、$\mathrm{F}\ $と接線 $l$との距離を $d$ とする。この時、$d$の最大値と最小値を $(a,b)$ を用いて表せ。 

(3) 焦点 $F$ から接線 $l$ までの距離を$d_{1}$、もう1つの焦点 $F^{\prime }\ $から接線 $l$ までの距離を$d_{2}$とする。このとき、 $d_{1}d_{2}$ は常に一定であることを示せ。また、その値を$(a,b)$ を用いて表せ。

問題文

cos$\frac{2}{7}π$は有理数か。
ただし、角度は弧度法で表されている。

解答形式

証明方式

第3問

$(a,b) $を正の実数とする。楕円$ (\frac{x^{2}}{a^{2}}+\frac{y^{2}}{b^{2}}=1) $上の点 $\mathrm{P}(x_{0},y_{0}) (x_{0}>0,y_{0}>0) $における接線を $l$とする。接線 $l$と $x$軸、および$y$ 軸で囲まれる三角形の面積を $S$とする。

(1) 点 $ \mathrm{P}\ $が楕円上を動くとき、面積$S$ の最小値を $(a,b) $ を用いて表せ。

(2) 楕円の焦点の1つを $ \mathrm{F}\ $とし、$ \mathrm{F}\ $と接線 $l$ との距離を $d$ とする。この時、$d$ の最大値と最小値を $(a,b) $を用いて表せ。

(3) 楕円の焦点を $F(c,0)$および$ F^{\prime }(-c,0)\ $とする。楕円上の任意の点 $ \mathrm{P}\ $における接線を $l$とし、$ \mathrm{F}\ $から $l$ までの距離を$ d_{1}$、$ \mathrm{F}\ $から$l$までの距離を$ d_{2}$とする。このとき、$(\frac{1}{d_{1}}+\frac{1}{d_{2}}) $は一定であることを示せ。

解答形式

(1)は微分の結果のみ、(2),(3)は通常通り回答してください。

ある箱Hに赤玉5個、白玉4個入っている、Aさんが白たまを引くとき、Bさんは青玉を白玉の代わりに入れる、
同様に赤玉を引いたとき、Ｂさんは緑玉を代わりに入れる、その後Gさんが箱から玉を取り出す、この時青玉を取り出す確率は幾つであるか

回答は
該当/全体的
で記入してください

問題文

数列{$a_{n}$}を次の条件により定める。
$$
a_{1}=a_{2}=1,
a_{n+2}-a_{n+1}+a_{n}=0
　(n=1,2,3,...)$$
これについて、次の問いに答えよ。
$(1)$　$a_{3}$を求めよ。
$(2)$　$a_{2025}$を求めよ。
$(3)$　$\sum_{n=1}^{2025}\quad{a_{n}}$を求めよ。

解答形式

答えのみを半角算用数字で答えてください
例えば(1)の答えが3、(2)の答えが100、(3)の答えが80のときは、
3,100,80
のように答えてください。

問題

任意の自然数nにおいて、$A(n+1)=\frac{A(n)^2+A(n+2)^2}{A(n)+A(n+2)},A(n)>0$
が成り立つ数列{A(n)}をA(2),A(1)の値に
よって定める。
この数列はA(2)>A(1)>0を満たす
任意の(A(1),A(2))組に対して一意に定まる。
$$\lim_{n\to \infty}A(n)を求めよ。
$$(但し、数列{X(n)}において常にX(n)>X(n+1)>x
ならX(n)が収束することを用いて良い)

解答形式

収束するならその値を、
振動するときは'振動する'と、
無限大に発散する時は∞と答えよ。

問題文

xy平面上に固定された円板C:x^2+y^2=1と、
CにA(1,0)で固定された長さ2π、もう一方の端点をPとする糸がある。
始めにP=Aとなるように糸を時計回りでCに巻き付ける。
ここで、Cと合同な円板C'をAで外接させ、
C’上の接点とPを接着する。
C'がCに接しながら糸を弛ませずに反時計回りに
Cを一周する。
(但し、始めからしばらくはC'に糸は巻きつかない)
Pの軌跡の長さを求めよ。

解答形式

Xπ+Y(X,Yは有理数)の形になるので
X+Yを最もシンプルな形で答えよ。
(但し、X,Yは正の数とは限らない)
不正解となった場合、Xπ＋Yもしくは簡単な方針を質問欄に入れてくれると助かります

問題

ある三角形OABにおいて
OP=sOA、OQ=tOBとなるように
P,Qを半直線OA,OB上におく(0<s,t<1)
そして、点Rを次のように定める
・Rは四角形ABQPの内部に存在し、
　 |O-AB|:|O-PQ|=|R-AB|:|R-PQ|を満たす
(但し、|X-YZ|は点Xから直線YZへの距離とする)
このとき、s,tがs+t=1を満たしながら変動する。
Rの存在領域の面積を求めよ！！

解答形式

〈(10D+E)√F−Gπ〉|△OAB|÷9√3と表せるので(D,E,F,Gは数字)、四桁の数DEFGを答えよ

問題文

$
\begin{eqnarray}
\sum_{k=1}^n \frac{3k^2+17k+7}{k^4+2k^3+k^2}=\int_{1}^{n+1}f(x) \space dx
\end{eqnarray}
$
$
を満たす有理式f(x)を1つを求めてください。
$

解答形式

$
半角で入力してください。
$

問題文

次の文章の$\fbox{1},\dotsc,\fbox{6}$に当てはまる数を求めよ。

$$
a_{n} = \int_{1}^{e^{0.1}}(\log{x})^{n}dx \qquad (n=0,1,2,\dotsc)
$$とする。部分積分法を用いることで，漸化式
$$
a_{n} = (\fbox{1})^{n}\cdot e^{\fbox{2}} - na_{n-1} \qquad (n\geq1)
$$を得る。$a_{3}$は，有理数$\fbox{3},\fbox{4}$を用いて
$$
a_{3} = \fbox{3}e^{\fbox{2}}+\fbox{4}
$$と表せる。$1\leq x\leq e^{0.1}$のとき$0\leq(\log{x})^{n}\leq0.1^{n}$より$0\leq a_{n}\leq(e^{0.1}-1)\cdot0.1^{n}$である。$n=3$に対してこの不等式を用いることにより$e^{-0.1}$を小数点第4位まで求めることができる。$e^{-0.1}$の小数点第5位以下を切り捨てた小数点第4位までの値は$\fbox{5}$である。

また，$\displaystyle b_{n}=\frac{(-1)^{n}e^{-0.1}}{n!}a_{n}$とすることで$a_{n},b_{n}$の一般項は容易に求められる。
$$
0 \leq |b_{n}| = \frac{e^{-0.1}a_{n}}{n!} < \frac{1-e^{-0.1}}{10^{n}\cdot n!}
$$より，はさみうちの原理から$\displaystyle\lim_{n\to\infty}|b_{n}| = 0$，つまり
$$
\sum_{n=0}^{\infty}\frac{(-0.1)^{n}}{n!} = e^{\fbox{6}}
$$が求められる。

解答形式

$\mathrm{i}=1,\dotsc,6$に対し，$\fbox{i}$に当てはまる数を$\mathrm{i}$行目に半角で答えてください。例えば，$\fbox{1},\dotsc,\fbox{6}$にそれぞれ$1.2,3.45,-6,7.89,1.2356,-2.3$が当てはまるときは

1.2
3.45
-6
7.89
1.2356
-2.3

と解答してください。