【別解あり】2023年京大の三角関数!円に内接する多角形は頻出です【京都大学】【数学 入試問題】 - 質問解決D.B.(データベース)

【別解あり】2023年京大の三角関数!円に内接する多角形は頻出です【京都大学】【数学 入試問題】

問題文全文(内容文):
(1)$\cos 2θと\cos 3θを\cos θ$の式として表せ。

(2)半径1の円に内接する正五角形の一辺の長さが1.15より大きいか否かを理由をつけて判定せよ。

京都大過去問
単元: #数Ⅱ#大学入試過去問(数学)#三角関数#学校別大学入試過去問解説(数学)#京都大学#数学(高校生)
指導講師: 数学・算数の楽しさを思い出した / Ken
問題文全文(内容文):
(1)$\cos 2θと\cos 3θを\cos θ$の式として表せ。

(2)半径1の円に内接する正五角形の一辺の長さが1.15より大きいか否かを理由をつけて判定せよ。

京都大過去問
投稿日:2023.04.10

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問題文全文(内容文):
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問題文全文(内容文):
[2]a,bは正の実数であり、$a\neq 1,b\neq 1$を満たすとする。太郎さんは
$\log_ab$と$\log_ba$の大小関係を調べることにした。
(1)太郎さんは次のような考察をした。
まず、$\log_39=\boxed{\ \ ス\ \ }, \log_93=\frac{1}{\boxed{\ \ ス\ \ }}$である、この場合

$\log_39 \gt \log_93$
が成り立つ。
一方、$\log_{\frac{1}{4}}\boxed{\ \ セ\ \ }=-\frac{3}{2},\log_{\boxed{セ}}\frac{1}{4}=-\frac{2}{3}$である。この場合

$\log_{\frac{1}{4}}\boxed{\ \ セ\ \ } \lt \log_{\boxed{セ}}\frac{1}{4}$
が成り立つ。
(2)ここで
$\log_ab=t \ldots①$
とおく。
(1)の考察をもとにして、太郎さんは次の式が成り立つと推測し、
それが正しいことを確かめることにした。
$\log_ba=\frac{1}{t} \ldots②$
①により、$\boxed{\ \ ソ\ \ }$である。このことにより$\boxed{\ \ タ\ \ }$が得られ、②が
成り立つことが確かめられる。

$\boxed{\ \ ソ\ \ }$の解答群
$⓪a^k=t ①a^t=b ②b^a=t$
$③b^t=a ④t^a=b ⑤t^b=a$

$\boxed{\ \ タ\ \ }$の解答群
$⓪a=t^{\frac{1}{b}} ①a=b^{\frac{1}{t}} ②b=t^{\frac{1}{a}}$
$③b=a^{\frac{1}{t}} ④t=b^{\frac{1}{a}} ⑤t=a^{\frac{1}{b}}$

(3)次に、太郎さんは(2)の考察をもとにして
$t \gt \frac{1}{t} \ldots③$
を満たす実数$t(t\neq 0)$の値の範囲を求めた。
太郎さんの考察
$t \gt 0$ならば、③の両辺にtを掛けることにより、$t^2 \gt 1$を得る。
このような$t(t \gt 0)$の値の範囲は$1 \lt t$である。
$t \lt 0$ならば、③の両辺にtを掛けることにより、$t^2 \lt 1$を得る。
このような$t(t \lt 0)$の値の範囲は$-1 \lt t \lt 0$である。

この考察により、③を満たす$t(t\neq 0)$の値の範囲は
$-1 \lt t \lt 0, 1 \lt t$
であることが分かる。
ここで、aの値を一つ定めたとき、不等式
$\log_ab \gt \log_ba \ldots④$
を満たす実数$b(b \gt 0, b\neq 1)$の値の範囲について考える。
④を満たすbの値の範囲は$a \gt 1$のときは$\boxed{\ \ チ\ \ }$であり、
$0 \lt a \lt 1$のときは$\boxed{\ \ ツ\ \ }$である。

$\boxed{\ \ チ\ \ }$の解答群
$⓪0 \lt b \lt \frac{1}{a}, 1 \lt b \lt a   ①0 \lt b \lt \frac{1}{a}, a \lt b$
$②\frac{1}{a} \lt b \lt 1, 1 \lt b \lt a   ③\frac{1}{a} \lt b \lt 1, a \lt b$

$\boxed{\ \ ツ\ \ }$の解答群
$⓪0 \lt b \lt a, 1 \lt b \lt \frac{1}{a}   ①0 \lt b \lt a, \frac{1}{a} \lt b$
$②a \lt b \lt 1, 1 \lt b \lt \frac{1}{a}   ③a \lt b \lt 1, \frac{1}{a} \lt b$

(4)$p=\frac{12}{13}, q=\frac{12}{11}, r=\frac{14}{13}$とする。
次の⓪~③のうち、正しいものは$\boxed{\ \ テ\ \ }$である。

$\boxed{\ \ テ\ \ }$の解答群
$⓪\log_pq \gt \log_qp$かつ$\log_pr \gt \log_rp$
$①\log_pq \gt \log_qp$かつ$\log_pr \lt \log_rp$
$②\log_pq \lt \log_qp$かつ$\log_pr \gt \log_rp$
$③\log_pq \lt \log_qp$かつ$\log_pr \lt \log_rp$

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$\Large{\boxed{1}}$ $k$を正の実数とし、$x$の関数$f(x)$を
$f(x)$=$x^3$$-3kx^2$$+9(k^2+2k-3)$
により定める。関数$f(x)$は$x$=$\boxed{\ \ ア\ \ }$で極大値$\boxed{\ \ イ\ \ }k^2$+$\boxed{\ \ ウエ\ \ }k$-$\boxed{\ \ オカ\ \ }$をとり、
$x$=$\boxed{\ \ キ\ \ }$で極小値$-\boxed{\ \ ク\ \ }k^3$+$\boxed{\ \ イ\ \ }k^2$+$\boxed{\ \ ウエ\ \ }k$-$\boxed{\ \ オカ\ \ }$ をとる。
以下、$f(x)$の極小値が0になる$k$の値を$a$,$b$(ただし、$a$<$b$)、$f(x)$の極大値が0となる$k$の値を$c$とする。このとき、
$a$=$\displaystyle\frac{\boxed{\ \ ケ\ \ }\left(\sqrt{\boxed{\ \ コサ\ \ }}-\boxed{\ \ シ\ \ }\right)}{\boxed{\ \ ス\ \ }}$, $b$=$\boxed{\ \ セ\ \ }$, $c$=$\boxed{\ \ ソ\ \ }$
である。座標平面において、$k$=$\boxed{\ \ セ\ \ }$のとき、$x$軸の$x$≧0の部分と$y$軸の$y$≧0 の部分と$y$=$f(x)$のグラフとで囲まれた図形の面積は$\boxed{\ \ タチツ\ \ }$である。
方程式$f(x)$=0 が異なる3つの実数解を持つための必要十分条件は$\boxed{\ \ テ\ \ }$である。

$\boxed{\ \ ア\ \ }$, $\boxed{\ \ キ\ \ }$の解答群
⓪0 ①$\frac{k}{2}$ ②$\frac{2k}{3}$ ③$k$ ④$\frac{4k}{3}$ 
⑤$2k$ ⑥$-\frac{k}{2}$ ⑦$-\frac{2k}{3}$ ⑧$-k$ ⑨$-2k$ 

$\boxed{\ \ テ\ \ }$の解答群
⓪$k$<$a$, $b$<$k$<$c$ ①$k$<$a$, $c$<$k$<$b$ ②$k$<$c$, $a$<$k$<$b$ 
③$a$<$k$<$b$, $c$<$k$ ④$a$<$k$<$c$, $b$<$k$ ⑤$c$<$k$<$a$, $b$<$k$ 
⑥$a$<$k$<$c$ ⑦$c$<$k$<$a$ ⑧$b$<$k$<$c$ ⑨$c$<$k$<$b$ 
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指導講師: 鈴木貫太郎
問題文全文(内容文):
$f(x)=x^4+6x^3-24x^2$の変曲点を$P(\alpha,f(\alpha)),Q(\beta,f(\beta))とする.(\alpha \gt \beta)$
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問題文全文(内容文):
次の計算をせよ。
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