福田の入試問題解説〜東京大学2022年理系第3問〜点の存在する条件と領域の面積 - 質問解決D.B.(データベース)

福田の入試問題解説〜東京大学2022年理系第3問〜点の存在する条件と領域の面積

問題文全文(内容文):
\begin{eqnarray}
{\Large\boxed{3}}\ Oを原点とする座標平面上で考える。座標平面上の2点S(x_1,y_1),T(x_2,y_2)\\
に対し、点Sが点Tから十分離れているとは、\\
|x_1-x_2| \geqq 1 または |y_1-y_2| \geqq 1\\
が成り立つことと定義する。\\
不等式\\
0 \leqq x \leqq 3, 0 \leqq y \leqq 3\\
が表す正方形の領域をDとし、その2つの頂点A(3,0), B(3,3)を考える。\\
さらに、次の条件(\textrm{i}),(\textrm{ii})を共に満たす点Pをとる。\\
(\textrm{i})点Pは領域Dの点であり、かつ、放物線y=x^2上にある。\\
(\textrm{ii})点Pは、3点O,A,Bのいずれからも十分離れている。\\
点Pのx座標をaとする。\\
(1)aのとりうる値の範囲を求めよ。\\
(2)次の条件(\textrm{iii}),(\textrm{iv})をともに満たす点Qが存在しうる範囲の面積f(a)を求めよ。\\
(\textrm{iii})点Qは領域Dの点である。\\
(\textrm{iv})点Qは、4点O,A,B,Pのいずれからも十分離れている。\\
(3)aは(1)で求めた範囲を動くとする。(2)のf(a)を最小にするaの値を求めよ。
\end{eqnarray}
単元: #大学入試過去問(数学)#学校別大学入試過去問解説(数学)#東京大学#数学(高校生)
指導講師: 福田次郎
問題文全文(内容文):
\begin{eqnarray}
{\Large\boxed{3}}\ Oを原点とする座標平面上で考える。座標平面上の2点S(x_1,y_1),T(x_2,y_2)\\
に対し、点Sが点Tから十分離れているとは、\\
|x_1-x_2| \geqq 1 または |y_1-y_2| \geqq 1\\
が成り立つことと定義する。\\
不等式\\
0 \leqq x \leqq 3, 0 \leqq y \leqq 3\\
が表す正方形の領域をDとし、その2つの頂点A(3,0), B(3,3)を考える。\\
さらに、次の条件(\textrm{i}),(\textrm{ii})を共に満たす点Pをとる。\\
(\textrm{i})点Pは領域Dの点であり、かつ、放物線y=x^2上にある。\\
(\textrm{ii})点Pは、3点O,A,Bのいずれからも十分離れている。\\
点Pのx座標をaとする。\\
(1)aのとりうる値の範囲を求めよ。\\
(2)次の条件(\textrm{iii}),(\textrm{iv})をともに満たす点Qが存在しうる範囲の面積f(a)を求めよ。\\
(\textrm{iii})点Qは領域Dの点である。\\
(\textrm{iv})点Qは、4点O,A,B,Pのいずれからも十分離れている。\\
(3)aは(1)で求めた範囲を動くとする。(2)のf(a)を最小にするaの値を求めよ。
\end{eqnarray}
投稿日:2022.02.26

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問題文全文(内容文):
a,bを実数の定数とする。また、xの関数$f(x)=x^3-ax+b$は
$a=\displaystyle \int_{-1}^{ 1 } \{\dfrac{3}{2}b|x^2+x|-f(x) \} dx$を満たすとする。
(1)bを、aを用いて表せ。
(2)y=f(x)で定まる曲線Cとx軸で囲まれた図形の面積Sを求めよ。なお、必要があれば$\alpha \lt \beta$を満たす実数$\alpha,\beta$に対して成り立つ公式
$a=\displaystyle \int_{\alpha}^{ \beta } (x-\alpha)^2(x-\beta) dx=-\dfrac{1}{12}(\beta-\alpha)^4$
を用いてもよい。
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\begin{eqnarray}
{\Large\boxed{3}}\ \angle A=90°,\angle B=60°である直角三角形ABCにおいて、\\
その内接円の中心をO、半径をrとおく。またa=BCとする。\\
(1)rをaで表せ。\\
(2)次の条件を満たす負でない整数k,l,m,nの組を一つ求めよ。\\
OA:OB=1:k+\sqrt{l},  OA:OC=1:m+\sqrt{n}
\end{eqnarray}
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問題文全文(内容文):
\begin{eqnarray}
{\Large\boxed{5}} 正四面体OABCに対し、三角形ABCの外心をMとし、Mを中心として点A,B,C\\
を通る球面をSとする。また、Sと辺OA,OB,OCとの交点のうち、A,B,Cとは異なる\\
ものをそれぞれD,E,Fとする。さらに、Sと三角形OABの共通部分として得られる\\
弧DEを考え、その弧を含む円周の中心をGとする。\overrightarrow{ a }=\overrightarrow{ OA },\ \overrightarrow{ b }=\overrightarrow{ OB },\ \overrightarrow{ c }=\overrightarrow{ OC }\\
として、以下の問いに答えよ。\\
(1)\overrightarrow{ OD },\ \overrightarrow{ OE },\ \overrightarrow{ OF },\ \overrightarrow{ OG }を\overrightarrow{ a },\ \overrightarrow{ b },\ \overrightarrow{ c }を用いて表せ。\\
\\
(2)三角形OABの面積をS_1、四角形ODGEの面積をS_2とするとき、S_1:S_2を\\
できるだけ簡単な整数比により表せ。
\end{eqnarray}
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問題文全文(内容文):
次の条件を満たす係数が整数の多項式 f(x) を考える。
(I) f(0) は4で割り切れない。
(II) 方程式f(x) = 0 は x = 1 で重解をもつ。
(III) 方程式f(x)=x(x-1)(x-2) は異なる整数解をもつ。
このとき、f(4) を36で割ったときの余りを求めよ。
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