福田の数学〜過去の入試問題(期間限定)〜慶應義塾大学理工学部2020第5問〜平面ベクトルと面積比 - 質問解決D.B.(データベース)

福田の数学〜過去の入試問題(期間限定)〜慶應義塾大学理工学部2020第5問〜平面ベクトルと面積比

問題文全文(内容文):
$\fbox{5}$ 平行四辺形$ABCD$において、$AB=2, BC=3$とし、対角線$AC$の長さを$4$とする。 辺$AB, BC, CD, DA$上にそれぞれ点$E, F, G, H$を$AE=BF=CG=DH=x$を満たすようにとる。ただし、$x$は$0x<2$の範囲を動くとする。さらに、対角線$AC$上に点$P$を$AP=x^2$を満たすようにとる。以下では、平行四辺形$ABCD$の面積を$S$とする。
(1) $\triangle$$AEP$の面積を$T_1$とする。$\frac{T_1}{S}$は、$x$を用いて表すと$\fbox{ テ }$となる。
(2) $\triangle$$EFP$ の面積を$T_2$とする。$\frac{T_2}{S}$は、$x=$$\fbox{ ト }$のとき最大値$\fbox{ ナ }$をとる。
(3) $\triangle$$GHP$の面積を$T_3$とする。$\frac{T_3}{S}$となるのは$x=$$\fbox{ ニ }$のときである。
(4) 点$P$が線分$EH$上にあるのは$x=$$\fbox{ ヌ }$のときである。
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)#慶應義塾大学#数学(高校生)
指導講師: 福田次郎
問題文全文(内容文):
$\fbox{5}$ 平行四辺形$ABCD$において、$AB=2, BC=3$とし、対角線$AC$の長さを$4$とする。 辺$AB, BC, CD, DA$上にそれぞれ点$E, F, G, H$を$AE=BF=CG=DH=x$を満たすようにとる。ただし、$x$は$0x<2$の範囲を動くとする。さらに、対角線$AC$上に点$P$を$AP=x^2$を満たすようにとる。以下では、平行四辺形$ABCD$の面積を$S$とする。
(1) $\triangle$$AEP$の面積を$T_1$とする。$\frac{T_1}{S}$は、$x$を用いて表すと$\fbox{ テ }$となる。
(2) $\triangle$$EFP$ の面積を$T_2$とする。$\frac{T_2}{S}$は、$x=$$\fbox{ ト }$のとき最大値$\fbox{ ナ }$をとる。
(3) $\triangle$$GHP$の面積を$T_3$とする。$\frac{T_3}{S}$となるのは$x=$$\fbox{ ニ }$のときである。
(4) 点$P$が線分$EH$上にあるのは$x=$$\fbox{ ヌ }$のときである。
投稿日:2025.01.17

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指導講師: 福田次郎
問題文全文(内容文):
$\Large\boxed{2}$ (3)1から$n$までの$n$個の自然数の最小公倍数を$a_n$とする。
・$a_n$=$a_{n+1}$を満たす最小の自然数$n$は$\boxed{ケ}$である。
・$a_{n+1}$=$2a_n$を満たす10000以下の自然数$n$は$\boxed{コサ}$個ある。
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指導講師: 理数個別チャンネル
問題文全文(内容文):
pを整数とする。
方程式$x^2+4x-5p+2=0$を満足する整数xは存在しないことを証明せよ。
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指導講師: ハクシ高校【数学科】良問演習チャンネル
問題文全文(内容文):
$\alpha=\displaystyle \frac{3+\sqrt{ 7 }\ i}{2}$とする。
ただし、$i$は虚数単位である。次の問いに答えよ。
(1)
$\alpha$を解にもつような2次方程式$x^2+px+q=0(p,q$は整数)を求めよ。

(2)
整数$a,b,c$を係数とする3次方程式$x^3+ax^2+bx+c=0$について、解の1つは$\alpha$であり、また$0 \leqq x \leqq 1$の範囲に実数解を1つもつとする。
このような整数の組$(a,b,c)$を全て求めよ。
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福田の数学〜浜松医科大学2022年医学部第4問〜確率漸化式と誤った答案に対する指摘

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指導講師: 福田次郎
問題文全文(内容文):
次の問題
問題
表面と裏面が出る確率がそれぞれであるコインを投げる試行を繰り返し、同
じ面が3回連続して出た時点で試行を終了する。n回投げ終えた段階で試行が
終了する確率 $p_n$を求めよ。
に対する次の答案Aについて以下の問いに答えよ。
(1) もし答案Aに誤りがあれば誤りを指摘し、その理由を述べよ。ただし、すでに
指摘してある誤った結論から論理的に導き出した結論を誤りとして指摘する必要
はない。誤りがないときは「誤りなし」と答えよ。
(2) 答案Aで導かれたp_nと正解の$p_n$とで値が異なるとき、値が異なる最小のnを
求め、そのnに対する正解のpnの値を答えよ。そのようなnがないときは
「すべて一致する」と答えよ。

答案A
自然数nに対して、コインをn回投げ終えた段階で、その後最短で試行が終了するために
必要な回数がk回($k \geqq 0$)である確率を$p_n(k)$とする。このとき、
kは0,1,2のいずれかであるから、確率の総和は
$p_n(0)+p_n(1)+p_n(2)=1$
である。また、$p_n(0)=p_n,p_{n+1}(0)=\frac{1}{2}p_n(1),p_{n+2}(0)=\frac{1}{4}p_n(2)$であるから漸化式
$p_n+2p_{n+1}+4p_{n+2}=1 (n \geqq 1)$
を得る。ここで$\frac{1}{7}+\frac{2}{7}+\frac{4}{7}=1$なので、$q_n=2^n(p_n-\frac{1}{7})$とすれば
$q_n+q_{n+1}+q_{n+2}=0$
である。よって$n \geqq 4$に対して
$q_n=-q_{n-1}-q_{n-2}=(q_{n-2}+q_{n-3})-q_{n-2}=q_{n-3}$
が成立する。以上より、
$Q(x)=
\left\{
\begin{array}{1}q_1 (nを3で割った時の余りが1のとき)\\
q_2 (nを3で割った時の余りが2のとき)\\
q_3      (nが3で割り切れるとき)\\
\end{array}
\right.$
とすれば求める確率は
$p_n=\frac{q_n}{2^n}+\frac{1}{7}=\frac{Q(n)}{2^n}+\frac{1}{7} (n \geqq 4)$
である。また最初の2項は定義より$p_1=p_2=0$であり$p_n$の漸化式で$n=1$とすれば
$p_1+2p_2+4p_3=1$ であるから$p_3=\frac{1}{4}$である。さらに
$q_1=-\frac{2}{7}, q_2=-\frac{4}{7}, q_3=\frac{6}{7}$
である。したがって
$p_1=p_2=0, p_3=\frac{1}{4}, p_n=\frac{Q(n)}{2^n}+\frac{1}{7} (n \geqq 4)$
となる。

2022浜松医科大学医学部過去問
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指導講師: ハクシ高校【数学科】良問演習チャンネル
問題文全文(内容文):
座標空間内で点$(3,4,0)$を通り、ベクトル$\vec{ a }=(1,1,1)$に平行な直線$l$、点$(2,-1,0)$を通り、ベクトル$\vec{ b }=(1,-2,0)$に平行な直線$m$とする。
点$P$は直線$l$上を、点$Q$は直線$m$上をそれぞれ勝手に動くとき、線分$PQ$の長さの最小値を求めよ。
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