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#数Ⅰ#大学入試過去問(数学)#数と式#2次関数#図形と計量#一次不等式(不等式・絶対値のある方程式・不等式)#2次方程式と2次不等式#2次関数とグラフ#三角比(三角比・拡張・相互関係・単位円)#三角比への応用(正弦・余弦・面積)#センター試験・共通テスト関連#共通テスト#数学(高校生)
指導講師:
福田次郎
問題文全文(内容文):
[1] を定数とするとき、についての不等式
①
を考える。
(1)とする。①を満たす整数全体の集合をとする。
この集合を、要素を書き並べて表すと
となる。ただし、の解答の順序は問わない。
(2)とする。
のとき、①を満たす整数は全部で個である。
①を満たす整数が全部で個であるような正の整数
のうち、最小のものはである。
[2]平面上に2点があり、である。直線上にない点をとり、
をつくり、その外接円の半径をとする。
太郎さんは、図1(※動画参照)のように、コンピュータソフトを使って点
をいろいろな位置に取った。
図1は、点をいろいろな位置にとったときのの外接円をかいたものである。
(1)太郎さんは、点のとり方によって外接円の半径が異なることに気づき、
次の問題1を考えることにした。
問題1:点をいろいろな位置にとるとき、外接円の半径が最小となる
はどのような三角形か。
正弦定理により、である。よって、
Rが最小となるのはの三角形である。
このとき、である。
(2)太郎さんは、図2(※動画参照)のように、問題1の点のとり方に
条件を付けて、次の問題2を考えた。
問題2:直線に平行な直線をとし、直線l上で点をいろいろな
位置にとる。このとき、外接円の半径が最小となるは
どのような三角形か。
太郎さんは、この問題を解決するために、次の構想を立てた。
問題2の解決の構想
問題1の考察から、線分を直径とする円をとし、円に着目
する。直線lは、その位置によって、円と共有点を持つ場合と
もたない場合があるので、それぞれの場合に分けて考える。
直線と直線lとの距離をとする。直線lが円と共有点を
持つ場合は、のときであり、共有点をもたない場合は、
のときである。
のとき
直線が円と共有点をもつので、が最小となるは、
のときであり、のとき直角二等辺三角形
である。
のとき
線分の垂直二等分線をとし、直線と直線との交点をとする。
直線上にあり点とは異なる点をとするとき
との大小を考える。
の外接円と直線との共有点のうち、直線に関して点
と同じ側にある点をとすると、である。
また、よりである。
このときの外接円の半径の外接円の半径)
であり、が最小となるはである。
については、最も適当なものを、次の⓪~④のうち
から一つずつ選べ。ただし、同じものを繰り返し選んでもよい。
⓪鈍角三角形 ①直角三角形 ②正三角形
③二等辺三角形 ④直角二等辺三角形
の解答群(同じものを繰り返し選んでもよい。)
⓪ ① ②
(3)問題2の考察を振り返って、のとき、の外接円の半径
が最小である場合について考える。このとき、
であり、である。
2021共通テスト過去問
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