数学の問題一覧

問題文

$AB=7$，$AB>AC$を満たす$\triangle ABC$について、線分$AB$上に$AC=BD$となるように点$D$をとる。直線$BC$を対称の軸として点$D$を対称移動した点を点Eとし、線分$BE,DE$を結ぶ。ここで、線分$DE$と線分$BC$は交点を持った。この点を点$M$とする。さらに、$\angle BAC$の二等分線と線分$BC$の交点を点$F$としたとき、$\angle AFB=135°$であった。$CM+DM=3$のとき、凹五角形$ABEMC$の面積を求めよ。

解答形式

単位を付けずに半角数字で解答してください。

凸 $5$ 角形の頂点に町が $1$ つずつ，合計 $5$ つある．これらの町のうち $2$ つを結ぶような真っ直ぐな路線を何本か自由に引く方法を考える．なお路線は交差してもよい．
このとき，路線によって全ての町が往来可能となるような方法の総数を求めよ．

$n$ を非負整数とする．番号 $0,1,2,\cdots,2^n-1$ が $1$ つずつ振られた $2^n$ 枚の札が箱に入っている．「箱から札を無作為に $1$ 枚取り出し，札の番号を記録してから箱の中に戻す」という操作を考える．
以下の問いに答えよ．ただし，自然数 $N$ に対し，$\displaystyle\frac N{2^m}$ が自然数となるような最大の非負整数 $m$ を $f(N)$ で表すとする．

$(1)$ 操作を $1$ 回おこない，記録した番号を $b$ とする．このとき，$f({}_{2^n}\mathrm C_b)$ の期待値を求めよ．

$(2)$ 操作を $2$ 回おこない，記録した番号を $a,b$ とする．このとき，$f({}_{2^n+a}\mathrm C_b)$の期待値を求めよ．

ただし，解答に際しては $n=10$ のときの値を答えよ．
答えの値は， $\displaystyle \xi+\frac{\eta}{\zeta}$ のように，整数部分 $\xi$ と小数部分 $\displaystyle\frac{\eta}{\zeta}$ に分けて求める．ここで，$\eta$ は非負整数，$\zeta$ は自然数で，$\eta$ と $\zeta$ は互いに素とする．
$(1)$ の $\xi,\eta,\zeta$ の値をそれぞれ $1,2,3$ 行目に，$(2)$ の $\xi,\eta,\zeta$ の値をそれぞれ $4,5,6$ 行目に記して答えとせよ．

サイコロを $3$ 回振って出た目を $a, b, c$ とする．このとき，$xy$ 平面上の $3$ 直線
$ax+2by+3c=0,\ 3bx+cy+2a=0,\ 2cx+3ay+b=0$
によって囲まれる三角形が存在する確率を求めよ．
答えは互いに素な自然数 $\eta,\zeta$ を用いて $\displaystyle\frac \eta\zeta$ と表されるので，$1$ 行目に $\eta$ を，$2$ 行目に $\zeta$ を答えよ．

問題文

△ABCについて、辺BC,CA,ABの長さをそれぞれa,b,cとおく。∠C=120°であり、a,b,cが全て素数であるような組(a,b,c)を全て求めよ。

解答形式

(1,2,3)などのように、半角かっこの中に数字と半角コンマを入れ解答する。かっこ、半角コンマの前後にスペースを含まないこと。複数個ある場合は辞書順に並べて、（まずaの値が小さい順に並べ、aの値が同じな時はbの値が小さい順に並べ、aとbの値が同じな時はcの値が小さい順に並べること。）1行に1つ解答し、改行すること。

$n$ を自然数として $\displaystyle\frac1n$ と表される数全体の集合を $A$ とする．また，$A$ の要素のうち，$7$ 進法で小数展開したとき，小数点以下が基本周期 $3$ の数字の列で表される循環小数となるもの全体の集合を $B$ とする．
このとき，$B$ の要素の総和を求めよ．答えは互いに素な自然数 $a, b$ により $\displaystyle\frac ab$ と表されるので，$1$ 行目に $a$，$2$ 行目に $b$ を答えよ．

正 $8$ 面体の各面を，辺で隣接する面が同じ色とならないように赤・青・黄の $3$ 色のうちのいずれかで自由に塗る．

$(1)$ 正 $8$ 面体の各面を区別するとき，塗り方の総数を求めよ．
$(2)$ 正 $8$ 面体の各面を区別せず，回転によって一致する塗り方を同一視するとき，塗り方の総数を求めよ．

$(1)$ の答えを $1$ 行目に，$(2)$ の答えを $2$ 行目に記入せよ．

数直線上の点 $\mathrm P$ は初め原点にある．サイコロを振り $1, 2$ が出たら正の向きに $2$ 進み，$3, 4, 5, 6$ が出たら負の向きに
$1$ 進むという操作を繰り返す．
$6$ 回の操作をおこなったとき，点 $\mathrm P$ が常に $x\geqq0$ の範囲にある確率を求めよ．
答えは互いに素な自然数 $a,b$ を用いて $\displaystyle\frac ab$ と表されるので，$1$ 行目に $a$ を，$2$ 行目に $b$ を答えよ．

問題文

$8$ つのアルファベット $\mathrm{I, M, L, I, M, R, I, M}$ を並べて得られる文字列であって，$\mathrm{L}$ が $\mathrm{R}$ より左にあるでかつ，$\mathrm{I}$ の右隣に $\mathrm{M}$ が来るものはいくつありますか．

どの桁の数も $2$ 以下の非負整数であるような $14$ 桁の正の整数のうち，$7$ の倍数であるようなものの個数を答えてください．

問題文

$2$ 行 $2025$ 列のマス目の各マスに $1$ 以上 $4050$ 以下の整数を $1$ つずつ書き込む方法であって, 以下の条件を満たす書き込みを一筆書きと呼びます．

• $1$ は $1$ 行 $1$ 列目のマスに書き込む．
• $2$ 以上 $4050$ 以下の任意の整数 $k$ に対して，$k$ が書き込まれたマスは $k-1$ が書き込まれたマスに隣接する．

各一筆書きに対して，$2025$ が $i$ 行 $j$ 列目に書き込まれているとき，その一筆書きのスコアを $i+j$ で定めます．全ての一筆書きに対して，そのスコアを足し合わせた総和を求めてください．

問題文

正 $12$ 面体の $20$ 個の頂点に，$20$ 個の数字
$$
1\cdot 1!, \quad 2\cdot 2!, \dots \quad 20\cdot 20!
$$
を配置します．この正 $12$ 面体の各面の正五角形に対し，その頂点に置かれた $5$ つの数字の総和を書き込みます．面に書き込まれた $12$ 個の数字の総和は配置の仕方によらず一意に定まるので，$S$ を $2024$ で割った余りを解答してください．