JiroFukuda Math Channel
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福田のおもしろ数学207〜不等式の証明と図形的な意味
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#数Ⅱ#微分法と積分法#面積・体積・長さ・速度#面積、体積#数学(高校生)
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問題文全文(内容文)：
$a \geqq b \gt 0,n$ は正の整数とする。
$a^n-b^n \leqq \frac{n}{2}(a-b)(a^{n-1}+b^{n-1})$ であることを証明せよ。
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$a \geqq b \gt 0,n$ は正の整数とする。
$a^n-b^n \leqq \frac{n}{2}(a-b)(a^{n-1}+b^{n-1})$ であることを証明せよ。
福田の数学〜千葉大学2024年理系第6問〜最小値と方程式の解と回転体の体積
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#大学入試過去問(数学)#積分とその応用#面積・体積・長さ・速度#学校別大学入試過去問解説(数学)#千葉大学#数学(高校生)#数Ⅲ
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問題文全文(内容文)：
関数 $f(x)=e^x+e^{-2x}$ について、次の問いに答えよ。
$(1)$ 関数 $f(x)$ の最小値を求めよ。
$(2)$ $f(x)=2$ となる $x$ の値をすべて求めよ。
$(3)$ $(2)$ で求めた $x$ の値のうち最小のものを $a_1$ 、最大のものを $a_2$ とする。 $y=f(x)$ のグラフ、 $x$ 軸、直線 $x=a_1$、直線 $x=a_2$ で囲まれる図形を $x$ 軸の周りに $1$ 回転してできる立体の体積を求めよ。
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関数 $f(x)=e^x+e^{-2x}$ について、次の問いに答えよ。
$(1)$ 関数 $f(x)$ の最小値を求めよ。
$(2)$ $f(x)=2$ となる $x$ の値をすべて求めよ。
$(3)$ $(2)$ で求めた $x$ の値のうち最小のものを $a_1$ 、最大のものを $a_2$ とする。 $y=f(x)$ のグラフ、 $x$ 軸、直線 $x=a_1$、直線 $x=a_2$ で囲まれる図形を $x$ 軸の周りに $1$ 回転してできる立体の体積を求めよ。
福田の数学〜立教大学2024年経済学部第1問(4)〜三角関数の計算
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#数Ⅱ#大学入試過去問(数学)#三角関数#加法定理とその応用#学校別大学入試過去問解説(数学)#立教大学#数学(高校生)
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問題文全文(内容文)：
$\displaystyle \theta = \frac{\pi}{12}$ のとき、$\displaystyle \frac{1}{\tan \theta} - \tan \theta$ の値は $\fbox{キ}$ である。
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$\displaystyle \theta = \frac{\pi}{12}$ のとき、$\displaystyle \frac{1}{\tan \theta} - \tan \theta$ の値は $\fbox{キ}$ である。
福田のおもしろ数学206〜x乗根の方程式の解
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#数Ⅱ#指数関数と対数関数#対数関数#数学(高校生)
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問題文全文(内容文)：
$\sqrt[ x ]{ 36 } + \sqrt[ x ]{ 24 } = \sqrt[ x ]{ 16 }$ を満たす $x$ を求めよ。
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$\sqrt[ x ]{ 36 } + \sqrt[ x ]{ 24 } = \sqrt[ x ]{ 16 }$ を満たす $x$ を求めよ。
福田の数学〜千葉大学2024年理系第5問〜確率と極限
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#大学入試過去問(数学)#関数と極限#数列の極限#学校別大学入試過去問解説(数学)#千葉大学#数学(高校生)#数Ⅲ
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問題文全文(内容文)：
$n$ を $3$ 以上の整数とする。座標平面上の $2n$ 個の点からなる集合
$\{ (x,y) | x=1,2,3, \cdots , n , y=1,2 \}$
を考える。この集合から異なる $3$ 点を無作為に選び、その $3$ 点を線分で結んで得られる図形の面積を $X$ とする。ただし、 $3$ 点が同一直線上にあるときは $X=0$ とする。
$(1)$ $k$ が $0$ 以上の整数のとき、 $X$ が $\displaystyle \frac{k}{2}$ となる確率 $p_k$ を $n$ と $k$ の式で表せ。
$(2)$ $X$ が $\displaystyle \frac{n}{4}$ 以下となる確率を $q_n$ とおく。 $\displaystyle \lim_{n \to \infty} q_n$ を求めよ。
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$n$ を $3$ 以上の整数とする。座標平面上の $2n$ 個の点からなる集合
$\{ (x,y) | x=1,2,3, \cdots , n , y=1,2 \}$
を考える。この集合から異なる $3$ 点を無作為に選び、その $3$ 点を線分で結んで得られる図形の面積を $X$ とする。ただし、 $3$ 点が同一直線上にあるときは $X=0$ とする。
$(1)$ $k$ が $0$ 以上の整数のとき、 $X$ が $\displaystyle \frac{k}{2}$ となる確率 $p_k$ を $n$ と $k$ の式で表せ。
$(2)$ $X$ が $\displaystyle \frac{n}{4}$ 以下となる確率を $q_n$ とおく。 $\displaystyle \lim_{n \to \infty} q_n$ を求めよ。
福田のおもしろ数学205〜不定積分の計算
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#積分とその応用#不定積分#数Ⅲ
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問題文全文(内容文)：
$\displaystyle \int \dfrac{1}{1+\sin x + \cos x}dx$を求めよ。
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$\displaystyle \int \dfrac{1}{1+\sin x + \cos x}dx$を求めよ。
福田の数学〜千葉大学2024年理系第4問(3)〜コンビネーションに関する不等式の評価
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#数A#大学入試過去問(数学)#場合の数#学校別大学入試過去問解説(数学)#千葉大学#数学(高校生)
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問題文全文(内容文)：
正の整数$n,p,q$が$p > q$かつ$_p\mathrm{C}_2+_q\mathrm{C}_2=n$を満たすとする。$_m\mathrm{C}_2 \leqq n$となる最大の整数$m$を求めよ。
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正の整数$n,p,q$が$p > q$かつ$_p\mathrm{C}_2+_q\mathrm{C}_2=n$を満たすとする。$_m\mathrm{C}_2 \leqq n$となる最大の整数$m$を求めよ。
福田のおもしろ数学204〜値の計算
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#数Ⅰ#数と式#式の計算（整式・展開・因数分解）#数学(高校生)
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問題文全文(内容文)：
$\sqrt{70\cdot71\cdot72\cdot73+1}$を計算してください。
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$\sqrt{70\cdot71\cdot72\cdot73+1}$を計算してください。
福田の数学〜千葉大学2024年理系第4問(2)〜複素数平面乗の正三角形の頂点を求める
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#大学入試過去問(数学)#複素数平面#図形への応用#学校別大学入試過去問解説(数学)#千葉大学#数学(高校生)#数C
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複素数平面上の3点$\mathrm{P}(z), \mathrm{Q}(-1),\mathrm{R}(\sqrt3-1-i)$が正三角形をなすとき、複素数$z$を求めよ。
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複素数平面上の3点$\mathrm{P}(z), \mathrm{Q}(-1),\mathrm{R}(\sqrt3-1-i)$が正三角形をなすとき、複素数$z$を求めよ。
福田のおもしろ数学203〜整数を取る4変数の最大値
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#数A#整数の性質#ユークリッド互除法と不定方程式・Ｎ進法#数学(高校生)
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問題文全文(内容文)：
$a,b,c,d$はすべて正の整数とする。
$a+b+c+d=63$のとき$ab+bc+cd$の最大値を求めよ。
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$a,b,c,d$はすべて正の整数とする。
$a+b+c+d=63$のとき$ab+bc+cd$の最大値を求めよ。
福田の数学〜千葉大学2024年理系第4問(1)〜部分積分
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#大学入試過去問(数学)#定積分#学校別大学入試過去問解説(数学)#千葉大学#数学(高校生)#数Ⅲ
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定積分$\displaystyle \int_0^{\frac{2\pi}{3}}x^2\sin xdx$を求めよ
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定積分$\displaystyle \int_0^{\frac{2\pi}{3}}x^2\sin xdx$を求めよ
福田のおもしろ数学202〜収束するための必要十分条件
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#関数と極限#関数の極限#数学(高校生)#数Ⅲ
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問題文全文(内容文)：
整式$f(x)$がある。
$\displaystyle \lim_{x \rightarrow a}\dfrac{f(x)}{x-a}=b$であるための必要十分条件を求めよ。
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整式$f(x)$がある。
$\displaystyle \lim_{x \rightarrow a}\dfrac{f(x)}{x-a}=b$であるための必要十分条件を求めよ。
福田の数学〜千葉大学2024年文系第3問〜絶対値の付いた放物線と直線の位置関係
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#数Ⅰ#大学入試過去問(数学)#２次関数#2次関数とグラフ#学校別大学入試過去問解説(数学)#千葉大学#数学(高校生)
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問題文全文(内容文)：
$a$を実数とする。$f(x)=x^2-ax+a^2-2$について、以下の問いに答えよ。
(1) $y=f(x)$のグラフと$x$軸が$x > 0$の範囲に共有点を2個もつような、$a$の値の範囲を求めよ。
(2) $k$を正の定数とし、$g(x)=kx$とする。$a$が(1)の範囲にあるとき、$y=|f(x)|$のグラフと$y=g(x)$のグラフの共有点がちょうど3個となるような$k$を求めよ。
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$a$を実数とする。$f(x)=x^2-ax+a^2-2$について、以下の問いに答えよ。
(1) $y=f(x)$のグラフと$x$軸が$x > 0$の範囲に共有点を2個もつような、$a$の値の範囲を求めよ。
(2) $k$を正の定数とし、$g(x)=kx$とする。$a$が(1)の範囲にあるとき、$y=|f(x)|$のグラフと$y=g(x)$のグラフの共有点がちょうど3個となるような$k$を求めよ。
福田のおもしろ数学201〜タンジェントの不定積分
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#積分とその応用#不定積分#数学(高校生)#数Ⅲ
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問題文全文(内容文)：
$\tan x, \tan ^2x, \tan ^3x,\tan ^4x$の原始関数を求めよ。
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$\tan x, \tan ^2x, \tan ^3x,\tan ^4x$の原始関数を求めよ。
福田の数学〜千葉大学2024年文系第2問〜袋から元に戻さないで球を取り出し得点を考える確率
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#数A#大学入試過去問(数学)#場合の数と確率#確率#学校別大学入試過去問解説(数学)#千葉大学#数学(高校生)
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問題文全文(内容文)：
白球が3個、黒球が5個、赤球が2個入った袋がある。以下のゲームを続けて$n$回続けて行う。
袋から球を1個取り出す。白球だった場合は1点を獲得する。黒球だった場合はさいころを投げて、出た目が3の倍数だった場合には1点、そうでない場合には0点を獲得する。赤球だった場合はコインを投げて、表が出た場合は2点、裏が出た場合は0点を獲得する。取り出した球は袋に戻さない。
(1) $n=2$のとき、総得点がちょうど3点となる確率を求めよ。
(2) $n=3$のとき、総得点がちょうど5点となる確率を求めよ。
(3) $n=3$のとき、総得点が4点以上となる確率を求めよ。
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白球が3個、黒球が5個、赤球が2個入った袋がある。以下のゲームを続けて$n$回続けて行う。
袋から球を1個取り出す。白球だった場合は1点を獲得する。黒球だった場合はさいころを投げて、出た目が3の倍数だった場合には1点、そうでない場合には0点を獲得する。赤球だった場合はコインを投げて、表が出た場合は2点、裏が出た場合は0点を獲得する。取り出した球は袋に戻さない。
(1) $n=2$のとき、総得点がちょうど3点となる確率を求めよ。
(2) $n=3$のとき、総得点がちょうど5点となる確率を求めよ。
(3) $n=3$のとき、総得点が4点以上となる確率を求めよ。
福田のおもしろ数学200〜3次方程式の解の公式、カルダノの公式
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#複素数平面#複素数平面#数学(高校生)#数C
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問題文全文(内容文)：
3次方程式$ax^3+bx^2+cx+d=0 ~~(a\neq0)$の解を導く
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3次方程式$ax^3+bx^2+cx+d=0 ~~(a\neq0)$の解を導く
福田の数学〜千葉大学2024年文系第1問〜三角形の成立条件と対数
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#数A#数Ⅱ#大学入試過去問(数学)#図形の性質#三角形の辺の比（内分・外分・二等分線）#指数関数と対数関数#対数関数#千葉大学#数学(高校生)
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問題文全文(内容文)：
(1) 3辺の長さが$2,5,a$である三角形が存在するような、$a$の値の範囲を求めよ。
(2) 3辺の長さが$\log_{10}(5x),\log_{10}(x+10),\log_{10}3$である三角形が存在するような、$x$の値の範囲を求めよ。
(3) ある二等辺三角形の3辺の長さが$\log_{10}(5x),\log_{10}(x+10),\log_{10}3$であるとき、$x$の値を求めよ。
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(1) 3辺の長さが$2,5,a$である三角形が存在するような、$a$の値の範囲を求めよ。
(2) 3辺の長さが$\log_{10}(5x),\log_{10}(x+10),\log_{10}3$である三角形が存在するような、$x$の値の範囲を求めよ。
(3) ある二等辺三角形の3辺の長さが$\log_{10}(5x),\log_{10}(x+10),\log_{10}3$であるとき、$x$の値を求めよ。
福田のおもしろ数学199〜偽造硬貨の山を見つけろ
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#その他#その他#数学(高校生)
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問題文全文(内容文)：
$10$枚の効果を積み重ねた山が$10$本ある。どれも外見では区別ができないが、そのうちの$1$本の山はすべて偽造硬貨。残りの山は本物の硬貨だ。また、本物の硬貨は$10$グラムで偽造硬貨は$11$グラムであることがわかっている。$1$グラム単位で最大$2$キログラムまで量れる秤を使って偽造硬貨の山をいつけるには最低何回の計測が必要か？
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$10$枚の効果を積み重ねた山が$10$本ある。どれも外見では区別ができないが、そのうちの$1$本の山はすべて偽造硬貨。残りの山は本物の硬貨だ。また、本物の硬貨は$10$グラムで偽造硬貨は$11$グラムであることがわかっている。$1$グラム単位で最大$2$キログラムまで量れる秤を使って偽造硬貨の山をいつけるには最低何回の計測が必要か？
福田の数学〜立教大学2024年経済学部第3問〜ベクトルと平面幾何
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#大学入試過去問(数学)#平面上のベクトル#ベクトルと平面図形、ベクトル方程式#学校別大学入試過去問解説(数学)#立教大学#数学(高校生)#数C
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問題文全文(内容文)：
三角形$\mathrm{OAB}$において、$\mathrm{OA}=5,\mathrm{OB}=7,\mathrm{AB}=8$とする。また、$\mathrm{O}$を中心とする半径$r$の円$C$が直線$\mathrm{AB}$上の点$\mathrm{D}$で接している。さらに、$\mathrm{A}$から$C$へ引いた接線と$C$との接点を$\mathrm{E}$とする。ただし、$\mathrm{E}$は$\mathrm{D}$と異なる点とする。$\overrightarrow{\mathrm{OA}}=\vec{a}, \overrightarrow{\mathrm{OB}}=\vec{b}$とおくとき、次の問いに答えよ。
(1) 内積$\vec{a}\cdot \vec{b}$を求めよ。
(2) $\overrightarrow{\mathrm{OD}}$を$\overrightarrow{\mathrm{OD}}=(1-t)\vec{a}+t\vec{b}$と表すとき、定数$t$の値を求めよ。
(3)$r$の値を求めよ。
(4) $\mathrm{D}$から$\mathrm{OA}$へ下した垂線を$\mathrm{DH}$とする。$\overrightarrow{\mathrm{DH}}$を$\vec{a}$を用いて表せ。
(5) $\mathrm{OE}$を$\mathrm{OE}=p\vec{a}+q\vec{b}$と表すとき、定数$p,q$の値を求めよ。
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三角形$\mathrm{OAB}$において、$\mathrm{OA}=5,\mathrm{OB}=7,\mathrm{AB}=8$とする。また、$\mathrm{O}$を中心とする半径$r$の円$C$が直線$\mathrm{AB}$上の点$\mathrm{D}$で接している。さらに、$\mathrm{A}$から$C$へ引いた接線と$C$との接点を$\mathrm{E}$とする。ただし、$\mathrm{E}$は$\mathrm{D}$と異なる点とする。$\overrightarrow{\mathrm{OA}}=\vec{a}, \overrightarrow{\mathrm{OB}}=\vec{b}$とおくとき、次の問いに答えよ。
(1) 内積$\vec{a}\cdot \vec{b}$を求めよ。
(2) $\overrightarrow{\mathrm{OD}}$を$\overrightarrow{\mathrm{OD}}=(1-t)\vec{a}+t\vec{b}$と表すとき、定数$t$の値を求めよ。
(3)$r$の値を求めよ。
(4) $\mathrm{D}$から$\mathrm{OA}$へ下した垂線を$\mathrm{DH}$とする。$\overrightarrow{\mathrm{DH}}$を$\vec{a}$を用いて表せ。
(5) $\mathrm{OE}$を$\mathrm{OE}=p\vec{a}+q\vec{b}$と表すとき、定数$p,q$の値を求めよ。
福田のおもしろ数学198〜18°系の三角比
福田の数学〜立教大学2024年経済学部第2問〜接線が作る三角形の面積の最小値
単元：
#数Ⅱ#大学入試過去問(数学)#微分法と積分法#接線と増減表・最大値・最小値#学校別大学入試過去問解説(数学)#立教大学#数学(高校生)
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問題文全文(内容文)：
$p,q$を正の定数とする。座標平面上に放物線$C:y=-x^2$がある。$C$上の点$\mathrm{P}(p,-p^2)$における$C$の接線を$l$,$\mathrm{Q}(q,-q^2)$における$C$の接線を$m$とする。また$l$と$m$の交点を$\mathrm{R}$とする。
(1) $l,m$の方程式をそれぞれ求めよ。
(2) $\mathrm{R}$の座標を$p,q$を用いて表せ。
(3) $\mathrm{Q}$と$l$の距離$d$を$p,q$を用いて表せ。
(4) 三角形$\mathrm{PQR}$の面積$S$を$p,q$を用いて表せ。
(5) $l$と$m$が直交するとき、$q$を$p$を用いて表せ。
(6) $l$と$m$が直交するとき、(4)の$S$の最小値を求めよ。また、そのときの$p$の値を求めよ。
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$p,q$を正の定数とする。座標平面上に放物線$C:y=-x^2$がある。$C$上の点$\mathrm{P}(p,-p^2)$における$C$の接線を$l$,$\mathrm{Q}(q,-q^2)$における$C$の接線を$m$とする。また$l$と$m$の交点を$\mathrm{R}$とする。
(1) $l,m$の方程式をそれぞれ求めよ。
(2) $\mathrm{R}$の座標を$p,q$を用いて表せ。
(3) $\mathrm{Q}$と$l$の距離$d$を$p,q$を用いて表せ。
(4) 三角形$\mathrm{PQR}$の面積$S$を$p,q$を用いて表せ。
(5) $l$と$m$が直交するとき、$q$を$p$を用いて表せ。
(6) $l$と$m$が直交するとき、(4)の$S$の最小値を求めよ。また、そのときの$p$の値を求めよ。
福田のおもしろ数学197〜正五角形の辺、対角線の積の値
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#数Ⅰ#複素数平面#図形と計量#三角比への応用（正弦・余弦・面積）#図形への応用#数学(高校生)#数C
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問題文全文(内容文)：
半径$1$の円に内接する正五角形$\mathrm{ABCDE}$について$\mathrm{AB}\cdot\mathrm{AC}\cdot\mathrm{AD}\cdot\mathrm{AE}$を求めよ。
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半径$1$の円に内接する正五角形$\mathrm{ABCDE}$について$\mathrm{AB}\cdot\mathrm{AC}\cdot\mathrm{AD}\cdot\mathrm{AE}$を求めよ。
福田の数学〜立教大学2024年経済学部第1問(6)〜定積分で表された関数
単元：
#数Ⅱ#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)#不定積分・定積分#立教大学#数学(高校生)
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問題文全文(内容文)：
$0 \leqq x \leqq1$ の範囲において $f(x) \geqq 0$ である $2$ 次関数 $f(x) = ax^2+b$ は、等式
$\displaystyle f(x)(\int_0^1f(t)dt) = x^2+5$
を満たす。このとき、定数 $a,b$ は $a=\fbox{ケ}, b=\fbox{コ}$ である。
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$0 \leqq x \leqq1$ の範囲において $f(x) \geqq 0$ である $2$ 次関数 $f(x) = ax^2+b$ は、等式
$\displaystyle f(x)(\int_0^1f(t)dt) = x^2+5$
を満たす。このとき、定数 $a,b$ は $a=\fbox{ケ}, b=\fbox{コ}$ である。
福田のおもしろ数学196〜3重因子で割った余りを求める
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#数Ⅱ#複素数と方程式#剰余の定理・因数定理・組み立て除法と高次方程式#数学(高校生)
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$x^n-1$ を $(x-1)^3$ で割った余りを求めよ。ただし、 $x \geqq 3$ とする。
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$x^n-1$ を $(x-1)^3$ で割った余りを求めよ。ただし、 $x \geqq 3$ とする。
福田の数学〜立教大学2024年経済学部第1問(5)〜漸化式
単元：
#大学入試過去問(数学)#数列#漸化式#学校別大学入試過去問解説(数学)#立教大学#数学(高校生)#数B
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初項と第 $2$ 項がそれぞれ $a_1=1,a_2=1$ であり数列 $\{a_n\}$ は、 $n \geqq 2$ のとき等式
$$a_{n+1}=a_1+a_2+ \cdots + a_n$$
を満たす。 $n \geqq 3$ のとき $a_n$ を $n$ を用いて表すと、 $a_n = \fbox{ク}$ である。
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初項と第 $2$ 項がそれぞれ $a_1=1,a_2=1$ であり数列 $\{a_n\}$ は、 $n \geqq 2$ のとき等式
$$a_{n+1}=a_1+a_2+ \cdots + a_n$$
を満たす。 $n \geqq 3$ のとき $a_n$ を $n$ を用いて表すと、 $a_n = \fbox{ク}$ である。
福田のおもしろ数学195〜絶対分かる！オイラーの等式
単元：
#その他#その他#数学(高校生)
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オイラーの等式 $e^{i \pi} + 1 =0$ を作ってみよう。
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オイラーの等式 $e^{i \pi} + 1 =0$ を作ってみよう。
福田のおもしろ数学194〜6次方程式をどう解くか
単元：
#数Ⅱ#複素数と方程式#剰余の定理・因数定理・組み立て除法と高次方程式#数学(高校生)
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$(x+7)^7=x^7+7^7$ を満たすすべての $x$ を求めよ。
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$(x+7)^7=x^7+7^7$ を満たすすべての $x$ を求めよ。
福田の数学〜立教大学2024年経済学部第1問(3)〜3回のさいころの目の積が4の倍数となる確率
単元：
#数A#大学入試過去問(数学)#場合の数と確率#確率#学校別大学入試過去問解説(数学)#立教大学#数学(高校生)
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問題文全文(内容文)：
さいころを $3$ 回投げて出る目をすべてかけた数が $4$ の倍数となる確率は $\fbox{カ}$ である。
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さいころを $3$ 回投げて出る目をすべてかけた数が $4$ の倍数となる確率は $\fbox{カ}$ である。
福田のおもしろ数学193〜マイナス無限大への極限はこわい
単元：
#関数と極限#関数の極限#数学(高校生)#数Ⅲ
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問題文全文(内容文)：
$\displaystyle \lim_{x \to - \infty} \frac{\sqrt{9x^6-x}}{x^3+6}$ を求めよ。
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$\displaystyle \lim_{x \to - \infty} \frac{\sqrt{9x^6-x}}{x^3+6}$ を求めよ。
福田の数学〜立教大学2024年経済学部第1問(2)〜恒等式の未定係数を決定する方法
単元：
#数Ⅱ#大学入試過去問(数学)#式と証明#恒等式・等式・不等式の証明#学校別大学入試過去問解説(数学)#立教大学#数学(高校生)
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等式$\frac{3x^2-x+4}{(x+1)^3}=\frac{a}{(z+1)^3}+\frac{b}{(x+1)^2}+\frac{c}{x+1}$が$x$についての恒等式となるような定数$a, b, c$は$a=\fbox{ウ}, b=\fbox{エ}, c=\fbox{オ}$である。
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