数学の問題一覧

問題文

放物線 $y=x^2$ のグラフ上に両端をもつ長さ $L$ の線分がある. この線分が放物線に沿って一定の方向にくまなく動くとき, 次の問いに答えよ. ただし, $L$ は定数とする.
(1) 端点の軌跡が不連続点をもたないような $L$ の最大値を求めよ.
(2) $L$ が(1)の値をとるとき, 線分が通過する領域の面積を求めよ.

2023/03/21 訂正:

解答形式を変更しました.

解答形式

解答するのは(2)のみです. (2)の解答は $\fbox{A}\text{ - }\fbox{G}$ をいずれも自然数として最も簡単な形で
$$
\frac{\fbox{A}}{\fbox{B}}\arctan\frac{\fbox{C}}{\sqrt{\fbox{D}}}+\frac{\fbox{E}\sqrt{\fbox{F}}}{\fbox{G}}
$$
と表されます. 1行目に文字列 $\fbox{A}\fbox{B}\fbox{C}\fbox{D}\fbox{E}\fbox{F}\fbox{G}$ を解答してください.

問題文

正$N$角形の頂点から3点選び三角形を作るとき，合同ではない三角形は何通りできるか。$a,b,c$に当てはまる非負整数と$e$に当てはまる式を答えてください。
$$
n( \{ (x, y, z)\, |\, \boxed{\strut \,a\,}x+\boxed{\strut \,b\,}y+\boxed{\strut \,c\,}z=\boxed{\strut \,e\,},\: x,\! y,\! z\! \in\! {\mathbb N} \})
$$

ただし${\mathbb N}$は非負整数全体の集合とし，${n({\mathbb A})}$は集合${{\mathbb A}}$の要素数を表します。

解答形式

1行目に$a,b,c$をスペース区切りで答えてください。$a+b+c$が最小になるよう答えてください。$a,b,c$は順不同です。
2行目に$e$をスペースを含めず答えてください。
例)
1 1 1
N+10

問題文

枝と葉からなる $2$ 次元的な植物を考えます。植物は，以下の条件を満たすような枝 $s$ 本と葉 $l$ 枚からなります。

条件

1. $s, l$ は $0$ 以上の整数である。
2. 枝の両端の点には，枝または葉が $0$ 個以上つながっている。
3. すべての枝からたどりつくことができるような，根とよばれる点がただひとつ存在する。
4. 枝がループを作るようにつながっていることはない。

この植物の重さ $n$ は $n=2s+l$ で表されます。例えば，重さ $4$ の異なる植物をすべて描いたものは下図のようになります。

ここで，ある点に着目したときに，その点から出ている葉と枝の並びが異なるものは区別することに注意しましょう。

重さ $n$ の植物が $t_n$ 種類あるとき
\begin{equation}
\sum_{n=0}^{\infty}\frac{t_n}{3^n}
\end{equation}の値を求めなさい。ただし，級数が収束することは証明なしに用いてかまいません。

解答形式

答えは正の有理数 $r$ です。

• $r$ が整数ならば，$r$ を半角数字で出力してください。
• $r$ が整数でないならば，互いに素な自然数 $a, b$ を用いて $r=\displaystyle{\frac{a}{b}}$ と表し，$a$ を $1$ 行目に，$b$ を $2$ 行目にそれぞれ半角数字で出力してください。

問題文

数列{a_n}を,
a_1=log2 , a_(n+1)=(na_n+log(2n+1)+log2)/(n+1)
によって定める。
このとき, この数列の一般項 a_n および 極限値 lim(n→∞) (a_n-logn) をそれぞれ求めよ。

記述解答(大雑把で良い)でお願いします。

問題文

3辺がそれぞれ3,√2,√10である不等辺三角形から成る等面四面体𝑋が存在する。三角形の面積を𝑝、𝑋に内接する球体の半径を𝑞とするとき、𝑞を𝑝を用いて表せ。

解答形式

𝑞=√a/b𝑝となります。
a+bを半角で答えてください

問題文

$AB=AC=3$ なる $\triangle ABC$ がある．辺 $BC$ の $C$ 側の延長上に，$AD=5$ なる点 $D$ をとる．$\triangle ABD$ の外接円において，$B$ を含まない弧 $AD$ 上に，$DE=4$ なる点 $E$ をとる．直線 $CE$ と $\triangle ABD$ の外接円との交点のうち，$E$ でないものを $F$ としたら，$EF=\dfrac{48}{\sqrt{91}}$ となった．このとき，
$$
BF=\dfrac{a}{b}
$$
である．ただし，$a,b$ は互いに素な自然数である．

$\boldsymbol{\underline{a^{2}+b^{2}}}$ の値を求めよ．

解答形式

半角数字で解答してください．

問題文

一辺が $1$ の正三角形 $\mathrm{ABC}$ の重心を $\mathrm{G}$ とするとき, $\mathrm{AG}$, $\mathrm{BG}$, $\mathrm{CG}$ のそれぞれを軸としてこの正三角形を一回転させて得られる三つの回転体の共通部分の体積を求めよ.

解答形式

2023/03/21 訂正:

解答形式を変更しました.

解答形式

解答は $\fbox{A}\text{ - }\fbox{F}$ をいずれも自然数として最も簡単な形で
$$
\frac{\sqrt{\fbox{A}}}{\fbox{B}}\arctan{\fbox{C}\sqrt{\fbox{D}}}-\frac{\sqrt{\fbox{E}}}{\fbox{F}}
$$
と表されます. 1行目に文字列 $\fbox{A}\fbox{B}\fbox{C}\fbox{D}\fbox{E}\fbox{F}$ を解答してください.

問題文

級数
$$1+\frac{1}{2}+\frac{1}{3}+\frac{1}{4}-\frac{1}{5}-\frac{1}{6}-\frac{1}{7}-\frac{1}{8}+\frac{1}{9}+\frac{1}{10}+\frac{1}{11}+\frac{1}{12}-\frac{1}{13}-\frac{1}{14}-\frac{1}{15}-\frac{1}{16}+\cdots$$
の収束値を求めよ. ただし, この級数の第 $n$ 項の絶対値は $\dfrac{1}{n}$ であり, 各項の符号は $4$ 項ごとに交代する.

解答形式

収束値は $\fbox{A}\text{ - }\fbox{F}$ をいずれも自然数として最も簡単な形で $\displaystyle{\frac{\fbox{A}+\fbox{B}\sqrt{\fbox{C}}}{\fbox{D}}\pi+\frac{\log{\fbox{E}}}{\fbox{F}}}$
と 表されます. 文字列 $\fbox{A}\,\fbox{B}\,\fbox{C}\,\fbox{D}\,\fbox{E}\,\fbox{F}$ を解答してください.

問題文

$a_{1} = 3$ , $a_{n+1} = \frac{a_{n}(a_{n}+1)}{2}$

とする($n$は自然数)。

また、$2$ 以上の自然数を $p$ とし、$a_{n}$を $3^{p}$ で割った時の余りを $R_{n}^{p}$ とする。

このとき、数列 {$R_{n}^{p}$} は
「周期の長さが $2×3^{p-2}$ 」であり、
かつ「 $0$ 以上 $3^{p}$ 未満の $3$ の倍数のうち $9$ の倍数ではない数」

をすべて巡回することを示せ。

解答形式

論述形式です。途中までの投稿もOKです。$p$ の値が小さければ、試してみると成立していることが分かります。

問題文

$a=e^{2AX},c=e^{2CX}$(Xは正の定数，A，Cは実数)とする．
$f(x)=-a\log_e(x+c)+X$とする．$y=f(x)$の$y$切片を点P，
$y=f(x)$と点$(0,X)$で接する接線$l$と$y$軸とが成す角を
$\theta\;(\theta\mbox{は}0<\theta<\dfrac{\pi}{2}\mbox{を満たす実数})$，$y=f(x)$の$x$切片を点Qとする．
$\tan\dfrac{\theta}{2}$をネイピア数$e$を用いて表せ．
また，点Qの$x$座標が正の無限大に大きくなるとき，$\tan\dfrac{\theta}{2}$の値の極限値を求めよ．

解答形式

記述式解答を求む．(直感で答えが出る可能性があるので)

問題文

$nを2以上の整数とする。n!を,n^3-nで割った余りと,n^nで割った余りが等しくなるnを全て求めよ。$

解答形式

$半角数字でnの値が小さい順に一行ずつ解答してください。$
$(例)n=2,3,4となったとき$
2
3
4

問題文

同一平面上に2つの円$C_1$と$C_2$があり、2円の半径はいずれも1で、2円の中心間距離は4である。円$C_1$上に動点$P$をおき、点$P$から円$C_2$に2本の接線$l_1,l_2$を引く。また、$l_1,l_2$と円$C_2$の接点をそれぞれ$Q,R$とする。点$P$が円$C_1$上を動くとき、線分$QR$が通過しうる領域$X$の面積$S$を求めよ。

解答形式

答えは
$\displaystyle S=\frac{\sqrt{[ab]}}{[cde]}\log{\frac{[f]+[g]\sqrt{[hi]}}{[j]−[k]\sqrt{[l]}}}+\frac{π}{[m]}+\frac{[n]}{[op]}(\sqrt{[q]}−[r])$
の形になります。(a~rは一桁の自然数)
センターや共通テストのマークと同じ形式で数字を埋め、「abcdefghijklmnopqr」(18桁の自然数)を半角で入力してください。