福田の数学〜東北大学2025理系第6問〜2つの正五角形の重なった図形の周の長さの最小値 - 質問解決D.B.(データベース)

福田の数学〜東北大学2025理系第6問〜2つの正五角形の重なった図形の周の長さの最小値

問題文全文(内容文):

$\boxed{6}$

$1$辺の長さが$1$の正五角形を$K$とする。

このとき、以下の問いに答えよ。

(1)$K$の対角線の長さを求めよ。

(2)$K$の周で囲まれた図形を$P$とする。

また、$P$を$K$の外接円の中心の周りに

角$\theta$だけ回転して得られる図形を$P_{\theta}$とする。

$P$と$P_{\theta}$の共通部分の周の長さを

$\ell_{\theta}$とする。

$\theta$が$0°\lt 72°$の範囲を動くとき、

$\ell_{\theta}$の最小値が$2\sqrt5$であることを示せ。

$2025$年東北大学理系過去問題
単元: #数Ⅱ#大学入試過去問(数学)#図形と方程式#学校別大学入試過去問解説(数学)#東北大学#数学(高校生)
指導講師: 福田次郎
問題文全文(内容文):

$\boxed{6}$

$1$辺の長さが$1$の正五角形を$K$とする。

このとき、以下の問いに答えよ。

(1)$K$の対角線の長さを求めよ。

(2)$K$の周で囲まれた図形を$P$とする。

また、$P$を$K$の外接円の中心の周りに

角$\theta$だけ回転して得られる図形を$P_{\theta}$とする。

$P$と$P_{\theta}$の共通部分の周の長さを

$\ell_{\theta}$とする。

$\theta$が$0°\lt 72°$の範囲を動くとき、

$\ell_{\theta}$の最小値が$2\sqrt5$であることを示せ。

$2025$年東北大学理系過去問題
投稿日:2025.04.04

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指導講師: 福田次郎
問題文全文(内容文):
座標平面上の点A(a,b)を1つ固定し、曲線$y=x^2$上の点P$(x,x^2)$と点A
との距離の2乗をg(x)とおく。関数$y=g(x)$のグラフが区間$(-\infty,\infty)$において下に凸
となるための条件は$b \leqq \boxed{\ \ ア\ \ }$となることである。$b \gt \boxed{\ \ ア\ \ }$のとき$y=g(x)$のグラフは
2つの変曲点をもち、そのx座標は$\boxed{\ \ イ\ \ }$及び$\boxed{\ \ ウ\ \ }$である。
ただし$\boxed{\ \ イ\ \ }\lt \boxed{\ \ ウ\ \ }$とする。また、関数$y=g(x)$が極小となるxがただ1つであるために
a,bが満たすべき条件を$b \leqq F(a)$と書くと、$F(a)=\boxed{\ \ エ\ \ }$ である。
$b= F(a)$のとき、関数$y=g(x)$は$x=\boxed{\ \ オ\ \ }$において最小値をとる。
さらに、連立不等式$x \geqq 0,\ y \geqq x^2$が表す領域をDとするとき、
曲線$y=F(x)$のDに含まれる部分の長さLを求めると、$L=\boxed{\ \ カ\ \ }$である。

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指導講師: 福田次郎
問題文全文(内容文):
(1)$x\gt 1, y\gt 1$のとき、$\log_{ x } y+\log_{ y } x\geqq 2$を示せ。
(2)座標平面において、連立不等式$x\gt 1, y\gt 1, \log_{ x } y+\log_{ y } x\lt \frac{5}{2}$の表す領域を図示せよ。
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