問題文全文(内容文)：
弘前大学過去問題
(1)$sin5\theta =16si{n}^5\theta -20si{n}^3\theta +5sin\theta$を示せ。

(2)半径1の円に内接する正十角形の面積を求めよ。

問題文全文(内容文)：
△ABCの面積？
＊図は動画内参照

2021秋田県

問題文全文(内容文)：
$\mathrm{第}1\mathrm{問}$
[1]　(1)${\log }_{10}10=\boxed{{\displaystyle \mathrm{ア}}}$である。また、${\log }_{10}5,{\log }_{10}15$をそれぞれ
${\log }_{10}2\mathrm{と}{\log }_{10}3$を用いて表すと
${\log }_{10}5=\boxed{{\displaystyle \mathrm{イ}}}{\log }_{10}2+\boxed{{\displaystyle \mathrm{ウ}}}$
${\log }_{10}15=$$\boxed{{\displaystyle \mathrm{エ}}}{\log }_{10}2+{\log }_{10}3+\boxed{{\displaystyle \mathrm{オ}}}$
(2)太郎さんと花子さんは、${15}^{20}$について話している。
以下では、${\log }_{10}2=0.3010、$${\log }_{10}3=0.4771$とする。

太郎:${15}^{20}$は何桁の数だろう。
花子:$15$の20乗を求めるのは大変だね。${\log }_{10}{15}^{20}$の整数部分に
着目してみようよ。

${\log }_{10}{15}^{20}$は
$\boxed{{\displaystyle \mathrm{カ}\mathrm{キ}}}<{\log }_{10}{15}^{20}$$<\boxed{{\displaystyle \mathrm{カ}\mathrm{キ}}}+1$
を満たす。よって、${15}^{20}\mathrm{は}\boxed{{\displaystyle \mathrm{ク}\mathrm{ケ}}}$桁の数である。

太郎:${15}^{20}$の最高位の数字も知りたいね。だけど、${\log }_{10}{15}^{20}$の
整数部分にだけ着目してもわからないな。
花子:$N\mathrm{・}{10}^{\boxed{{\displaystyle \mathrm{カ}\mathrm{キ}}}}<{15}^{20}$$<(N+1)\mathrm{・}{10}^{\boxed{{\displaystyle \mathrm{カ}\mathrm{キ}}}}$を満たすような
正の整数Nに着目してみたらどうかな。

${\log }_{10}{15}^{20}$の小数部分は${\log }_{10}{15}^{20}-\boxed{{\displaystyle \mathrm{カ}\mathrm{キ}}}$であり
${\log }_{10}\boxed{{\displaystyle \mathrm{コ}}}<{\log }_{10}{15}^{20}-\boxed{{\displaystyle \mathrm{カ}\mathrm{キ}}}$$<{\log }_{10}(\boxed{{\displaystyle \mathrm{コ}}}+1)$
が成り立つので、${15}^{20}$の最高位の数字は$\boxed{{\displaystyle \mathrm{サ}}}$である。


[2]座標平面上の原点を中心とする半径1の円周上に3点$P(\cos \theta ,\sin \theta ),$
$Q(\cos \alpha ,\sin \alpha ),R(\cos \beta ,\sin \beta )$がある。ただし、$0\leqq \theta <\alpha <\beta <2\pi$
とする。このとき、$s$と$t$を次のように定める。
$s=\cos \theta +\cos \alpha +\cos \beta ,$$t=\sin \theta +\sin \alpha +\sin \beta$

(1)$\mathrm{△}PQR$が正三角形や二等辺三角形のときの$s$と$t$の値について考察しよう。
考察$1:\mathrm{△}PQR$が正三角形である場合を考える。
この場合、$\alpha ,\beta$を$\theta$で表すと
$\alpha =\theta +{\displaystyle \frac{\boxed{{\displaystyle \mathrm{シ}}}}{3}\pi ,}$$\beta =\theta +{\displaystyle \frac{\boxed{{\displaystyle \mathrm{ス}}}}{3}\pi }$
であり、加法定理により
$\cos \alpha =\boxed{{\displaystyle \boxed{{\displaystyle \mathrm{セ}}}}}, \sin \alpha =\boxed{{\displaystyle \boxed{{\displaystyle \mathrm{ソ}}}}}$
である。同様に、$\cos \beta$および$\sin \beta$を、$\sin \theta$と$\cos \theta$を用いて表すことができる。
これらのことから、$s=t=\boxed{{\displaystyle \mathrm{タ}}}$である。

$\boxed{{\displaystyle \boxed{{\displaystyle \mathrm{セ}}}}},\boxed{{\displaystyle \boxed{{\displaystyle \mathrm{ソ}}}}}$の解答群(同じものを繰り返し選んでもよい。)
⓪${\displaystyle \frac{1}{2}\sin \theta +{\displaystyle \frac{\sqrt{3}}{2}\cos \theta }}$
①${\displaystyle \frac{\sqrt{3}}{2}\sin \theta +{\displaystyle \frac{1}{2}\cos \theta }}$
②${\displaystyle \frac{1}{2}\sin \theta -{\displaystyle \frac{\sqrt{3}}{2}\cos \theta }}$
③${\displaystyle \frac{\sqrt{3}}{2}\sin \theta -{\displaystyle \frac{1}{2}\cos \theta }}$
④$-{\displaystyle \frac{1}{2}\sin \theta +{\displaystyle \frac{\sqrt{3}}{2}\cos \theta }}$
⑤$-{\displaystyle \frac{\sqrt{3}}{2}\sin \theta +{\displaystyle \frac{1}{2}\cos \theta }}$
②$-{\displaystyle \frac{1}{2}\sin \theta -{\displaystyle \frac{\sqrt{3}}{2}\cos \theta }}$
③$-{\displaystyle \frac{\sqrt{3}}{2}\sin \theta -{\displaystyle \frac{1}{2}\cos \theta }}$

考察2:$\mathrm{△}PQR$が$PQ=PR$となる二等辺三角形である場合を考える。

例えば、点$P$が直線$y=x$上にあり、点$Q,R$が直線$y=x$に関して対称
であるときを考える。このとき、$\theta ={\displaystyle \frac{\pi }{4}}$である。また、$\alpha$は
$\alpha <{\displaystyle \frac{5}{4}\pi , \beta }$は${\displaystyle \frac{5}{4}\pi <\beta }$を満たし、点$Q,R$の座標について、
$\sin \beta =\cos \alpha , \cos \beta =\sin \alpha$が成り立つ。よって
$s=t={\displaystyle \frac{\sqrt{\boxed{{\displaystyle \mathrm{チ}}}}}{\boxed{{\displaystyle \mathrm{ツ}}}}+\sin \alpha +\cos \alpha }$
である。
ここで、三角関数の合成により
$\sin \alpha +\cos \alpha =$$\sqrt{\boxed{{\displaystyle \mathrm{テ}}}}\sin (\alpha +{\displaystyle \frac{\pi }{\boxed{{\displaystyle \mathrm{ト}}}}})$
である。したがって

$\alpha ={\displaystyle \frac{\boxed{{\displaystyle \mathrm{ナ}\mathrm{ニ}}}}{12}\pi , \beta ={\displaystyle \frac{\boxed{{\displaystyle \mathrm{ヌ}\mathrm{ネ}}}}{12}\pi }}$

のとき、$s=t=0$である。

(2)次に、$s$と$t$の値を定めるときの$\theta ,\alpha ,\beta$の関係について考察しよう。
考察$3:s=t=0$の場合を考える。

この場合、${\sin }^2\theta +{\cos }^2\theta =1$により、$\alpha$と$\beta$について考えると
$\cos \alpha \cos \beta +\sin \alpha \sin \beta ={\displaystyle \frac{\boxed{{\displaystyle \mathrm{ノ}\mathrm{ハ}}}}{\boxed{{\displaystyle \mathrm{ヒ}}}}}$
である。
同様に、$\theta$と$\alpha$について考えると
$\cos \theta \cos \alpha +\sin \theta \sin \alpha ={\displaystyle \frac{\boxed{{\displaystyle \mathrm{ノ}\mathrm{ハ}}}}{\boxed{{\displaystyle \mathrm{ヒ}}}}}$
であるから、$\theta ,\alpha ,\beta$の範囲に注意すると
$\beta -\alpha =\alpha -\theta ={\displaystyle \frac{\boxed{{\displaystyle \mathrm{フ}}}}{\boxed{{\displaystyle \mathrm{ヘ}}}}\pi }$
という関係が得られる。

(3)これまでの考察を振り返ると、次の⓪～③のうち、
正しいものは$\boxed{{\displaystyle \boxed{{\displaystyle \mathrm{ホ}}}}}$であることが分かる。
$\boxed{{\displaystyle \boxed{{\displaystyle \mathrm{ホ}}}}}$の解答群
⓪$\mathrm{△}PQR$が正三角形ならば$s=t=0$であり、$s=t=0$ならば
$\mathrm{△}PQR$は正三角形である。
①$\mathrm{△}PQR$が正三角形ならば$s=t=0$であり、$s=t=0$で
あっても$\mathrm{△}PQR$は正三角形でない場合がある。
②$\mathrm{△}PQR$が正三角形であっても$s=t=0$でない場合があるが
$s=t=0$ならば$\mathrm{△}PQR$は正三角形である。
③$\mathrm{△}PQR$が正三角形であっても$s=t=0$でない場合があり、
$s=t=0$であっても$\mathrm{△}PQR$が正三角形でない場合がある。

問題文全文(内容文)：
$\boxed{{\displaystyle 1}}$[1](1)次の問題Aについて考えよう。
問題A　関数$y=\sin \theta +\sqrt{3}\cos \theta (0\leqq \theta \leqq \frac{\pi }{2})$の最大値を求めよ。

$\sin \frac{\pi }{\boxed{{\displaystyle \mathrm{ア}}}}=\frac{\sqrt{3}}{2}, \cos \frac{\pi }{\boxed{{\displaystyle \mathrm{ア}}}}=\frac{1}{2}$　であるから、三角関数の合成により
$y=\boxed{{\displaystyle \mathrm{イ}}}\sin (\theta +\frac{\pi }{\boxed{{\displaystyle \mathrm{ア}}}})$
と変形できる。よって、yは$\theta =\frac{\pi }{\boxed{{\displaystyle \mathrm{ウ}}}}$で最大値$\boxed{{\displaystyle \mathrm{エ}}}$をとる。

(2)pを定数とし、次の問題Bについて考えよう。
問題B　関数$y=\sin \theta +p\cos \theta (0\leqq \theta \leqq \frac{\pi }{2})$の最大値を求めよ。
$(\text{i})p=0$のとき、yは$\theta =\frac{\pi }{\boxed{{\displaystyle \mathrm{オ}}}}$で最大値$\boxed{{\displaystyle \mathrm{カ}}}$をとる。

$(\text{ii})p>0$のときは、加法定理$\cos (\theta -\alpha )=\cos \theta \cos \alpha +\sin \theta \sin \alpha$を用いると
$y=\sin \theta +p\cos \theta =\sqrt{\boxed{{\displaystyle \mathrm{キ}}}}\cos (\theta -\alpha )$

と表すことができる。ただし$\alpha \mathrm{は}\sin \alpha =\frac{\boxed{{\displaystyle \mathrm{ク}}}}{\sqrt{\boxed{{\displaystyle \mathrm{キ}}}}}, \cos \alpha =\frac{\boxed{{\displaystyle \mathrm{ケ}}}}{\sqrt{\boxed{{\displaystyle \mathrm{キ}}}}}, 0<\alpha <\frac{\pi }{2}$

を満たすものとする。このとき、yは$\theta =\boxed{{\displaystyle \mathrm{コ}}}$で最大値$\sqrt{\boxed{{\displaystyle \mathrm{サ}}}}$をとる。

$(\text{iii})p<0$のとき、$y$は$\theta =\boxed{{\displaystyle \mathrm{シ}}}$で最大値$\sqrt{\boxed{{\displaystyle \mathrm{ス}}}}$をとる。

$\boxed{{\displaystyle \mathrm{キ}}}～\boxed{{\displaystyle \mathrm{ケ}}}、\boxed{{\displaystyle \mathrm{サ}}}、\boxed{{\displaystyle \mathrm{ス}}}$の解答群
⓪-1　　　①1　　　②-p　　　③p　　　\
④1-p　　　⑤1+p　　　⑥-p^2　　　⑦p^2　　　⑧1-p^2　　　\
⑨1+p^2　　　ⓐ(1-p)^2　　　ⓑ(1+p^2)　　　\

$\boxed{{\displaystyle \mathrm{コ}}}、\boxed{{\displaystyle \mathrm{シ}}}$の解答群
⓪$0$　　　　①$\alpha$　　　　②$\frac{\pi }{2}$

2021共通テスト数学過去問

問題文全文(内容文)：
(1)$\cos 2\theta ,\cos 3\theta$を$\cos \theta$を用いて表せ.
(2)半径1の円に内接する正五角形の一辺の長さと1.15の大小比較せよ.

2023京都大過去問