福田の数学〜東京慈恵会医科大学2024医学部第4問〜円板を軸の周りに回転してできる立体の体積 - 質問解決D.B.(データベース)

福田の数学〜東京慈恵会医科大学2024医学部第4問〜円板を軸の周りに回転してできる立体の体積

問題文全文(内容文):
$\mathrm{O}$を原点とする$\mathrm{xyz} $平面において、3点 $\mathrm{A(1,\dfrac{2}{\sqrt{3}}, 0), B(-1, \dfrac{2}{\sqrt{3}}, 0), C(0, 0, 2)}$ の定める平面$\mathrm{ABC}$ 上に$\mathrm{O}$ から垂線$\mathrm{OH}$ を下ろす。平面$\mathrm{ABC}$ において、$\mathrm{H}$ を中心とする半径$\mathrm{1}$の円板(内部を含む)$\mathrm{D}$ を考える。
(1)平面$\mathrm{z = t}$ が$\mathrm{D}$と交わるような$\mathrm{t}$の範囲を求めよ。
(2)$\mathrm{D}$を$\mathrm{z}$軸の周りに$\mathrm{1}$回転させるとき、$\mathrm{D}$が通過してできる立体$\mathrm{K}$の体積$\mathrm{V}$を求めよ。
単元: #大学入試過去問(数学)#微分法と積分法#学校別大学入試過去問解説(数学)#面積、体積#数学(高校生)#東京慈恵会医科大学
指導講師: 福田次郎
問題文全文(内容文):
$\mathrm{O}$を原点とする$\mathrm{xyz} $平面において、3点 $\mathrm{A(1,\dfrac{2}{\sqrt{3}}, 0), B(-1, \dfrac{2}{\sqrt{3}}, 0), C(0, 0, 2)}$ の定める平面$\mathrm{ABC}$ 上に$\mathrm{O}$ から垂線$\mathrm{OH}$ を下ろす。平面$\mathrm{ABC}$ において、$\mathrm{H}$ を中心とする半径$\mathrm{1}$の円板(内部を含む)$\mathrm{D}$ を考える。
(1)平面$\mathrm{z = t}$ が$\mathrm{D}$と交わるような$\mathrm{t}$の範囲を求めよ。
(2)$\mathrm{D}$を$\mathrm{z}$軸の周りに$\mathrm{1}$回転させるとき、$\mathrm{D}$が通過してできる立体$\mathrm{K}$の体積$\mathrm{V}$を求めよ。
投稿日:2024.10.12

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問題文全文(内容文):
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放物線$C:y=x^2-2x+2$
C上の2点A,BにP(t,0)から接線を引く
①直線ABの方程式をtを用いて表せ
②放物線Cと直線AP,BPとで囲まれる面積の最小値
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指導講師: 福田次郎
問題文全文(内容文):
直線$y=px+q$が、$y=x^2-x$のグラフとは交わるが、$y=|x|+|x-1|+1$
のグラフとは交わらないような(p,q)の範囲を図示し、その面積を求めよ。

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指導講師: 福田次郎
問題文全文(内容文):
${\large第2問}$
(1)座標平面上で、次の二つの2次関数のグラフについて考える。
$y=3x^2+2x+3$ $\cdots$①
$y=2x^2+2x+3$ $\cdots$②

①、②の2次関数のグラフには次の共通点がある。

共通点
・$y$軸との交点の$y$座標は$\boxed{\ \ ア\ \ }$である。
・$y$軸との交点における接線の方程式は$y=\boxed{\ \ イ\ \ }x+\boxed{\ \ ウ\ \ }$である。

次の⓪~⑤の2次関数のグラフのうち、$y$軸との交点における接線の方程式
が$y=\boxed{\ \ イ\ \ }x+\boxed{\ \ ウ\ \ }$となるものは$\boxed{\boxed{\ \ エ\ \ }}$である。

$\boxed{\boxed{\ \ エ\ \ }}$の解答群
⓪$y=3x^2-2x-3$
①$y=-3x^2+2x-3$
②$y=2x^2+2x-3$
③$y=2x^2-2x+3$
④$y=-x^2+2x+3$
⑤$y=-x^2-2x+3$

$a,b,c$を$0$でない実数とする。
曲線$y=ax^2+bx+c$上の点$\left(0, \boxed{\ \ オ\ \ }\right)$における接線をlとすると
その方程式は$y=\boxed{\ \ カ\ \ }x+\boxed{\ \ キ\ \ }$である。

接線$l$と$x$軸との交点の$x$座標は$\displaystyle \frac{\boxed{\ \ クケ\ \ }}{\boxed{\ \ コ\ \ }}$である。
$a,b,c$が正の実数であるとき、曲線$y=ax^2+bx+c$と接線lおよび直線
$x=\displaystyle \frac{\boxed{\ \ クケ\ \ }}{\boxed{\ \ コ\ \ }}$で囲まれた図形の面積をSとすると
$S=\displaystyle \frac{ac^{\boxed{サ}}}{\boxed{\ \ シ\ \ }\ b^{\boxed{ス}}}$ $\cdots$③
である。

③において、$a=1$とし、$S$の値が一定となるように正の実数$b,c$の値を
変化させる。このとき、$b$と$c$の関係を表すグラフの概形は$\boxed{\boxed{\ \ セ\ \ }}$る。


$\boxed{\boxed{\ \ セ\ \ }}$については、最も適当なものを、次の⓪~⑤のうちから一つ選べ。
(※選択肢は動画参照)

(2)座標平面上で、次の三つの3次関数のグラフについて考える。
$y=4x^3+2x^2+3x+5$ $\cdots$④
$y=-2x^3+7x^2+3x+5$ $\cdots$⑤
$y=5x^3-x^2+3x+5$ $\cdots$⑥

④、⑤、⑥の3次関数のグラフには次の共通点がある。
共通点
・$y$軸との交点の$y$座標は$\boxed{\ \ ソ\ \ }$である。
・$y$軸との交点における接線の方程式は$y=\boxed{\ \ タ\ \ }\ x+\boxed{\ \ チ\ \ }$である。

$a,b,c,d$を$0$でない実数とする。
曲線$y=ax^3+bx^2+cx+d$上の点$\left(0, \boxed{\ \ ツ\ \ }\right)$における接線の
方程式は$y=\boxed{\ \ テ\ \ }\ x+\boxed{\ \ ト\ \ }$である。

次に、$f(x)=ax^3+bx^2+cx+d,$ $g(x)=\boxed{\ \ テ\ \ }\ x+\boxed{\ \ ト\ \ }$とし、
$f(x)-g(x)$について考える。

$h(x)=f(x)-g(x)$とおく。$a,b,c,d$が正の実数であるとき、$y=h(x)$
のグラフの概形は$\boxed{\boxed{\ \ ナ\ \ }}$である。

$y=f(x)$のグラフと$y=g(x)$のグラフの共有点の$x$座標は$\displaystyle \frac{\boxed{\ \ ニヌ\ \ }}{\boxed{\ \ ネ\ \ }}$
と$\boxed{\ \ ノ\ \ }$である。また、$x$が$\displaystyle \frac{\boxed{\ \ ニヌ\ \ }}{\boxed{\ \ ネ\ \ }}$と$\boxed{\ \ ノ\ \ }$の間を動くとき、
$|f(x)-g(x)|$の値が最大となるのは、$x=\displaystyle \frac{\boxed{\ \ ハヒフ\ \ }}{\boxed{\ \ ヘホ\ \ }}$のときである。

$\boxed{\boxed{\ \ ナ\ \ }}$については、最も適当なものを、次の⓪~⑤のうちから一つ選べ。
(※選択肢は動画参照)

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問題文全文(内容文):
3⃣$f(x)=x \sqrt{4-x^2} \quad (0 \leqq x \leqq 2)$とy=xで囲まれた領域Sの回転体の体積Vを求めよ。
(1)y=f(x)の最大値
(2)y=xと$y=x \sqrt{4-x^2}$ $(0 \leqq x \leqq 2)$で囲まれたSの値を求めよ。
(3)Sの回転体の体積V
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問題文全文(内容文):
点$A$を中心とする円$x^2+(y-a)^2=bb^2$が、放物線$y=x^2$と異なる2点$P,Q$で接している。
ただし、$a \gt \displaystyle \frac{1}{2}$とする。
次の各問いに答えよ。

(1)$a$と$b$の関係式を求めよ。
(2)$\triangle APQ$が正三角形のとき、円と放物線で囲まれた三日月形の面積を求めよ。
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