福田次郎
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福田のおもしろ数学080〜虚数係数の2次方程式
単元：
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指導講師：
福田次郎
問題文全文(内容文)：
2次方程式 $x^2$+$ix$+2=0 を解け。
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2次方程式 $x^2$+$ix$+2=0 を解け。
福田の数学〜京都大学2024年文系第3問〜絶対値の付いた2次関数の最大値
単元：
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福田次郎
問題文全文(内容文)：
$\Large\boxed{3}$ $a$は正の定数とする。次の関数の最大値を求めよ。
$f(x)$=$\displaystyle\left|x^2-\left(ax+\frac{3}{4}a^2\right)\right|$+$ax$+$\displaystyle\frac{3}{4}a^2$ (－1≦$x$≦1)
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$\Large\boxed{3}$ $a$は正の定数とする。次の関数の最大値を求めよ。
$f(x)$=$\displaystyle\left|x^2-\left(ax+\frac{3}{4}a^2\right)\right|$+$ax$+$\displaystyle\frac{3}{4}a^2$ (－1≦$x$≦1)
福田のおもしろ数学079〜交差する三角柱の共通部分の体積
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問題文全文(内容文)：
共通部分の体積を求めよ。(※動画参照)
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共通部分の体積を求めよ。(※動画参照)
福田の数学〜京都大学2024年文系第2問〜立方体を塗り分ける確率
単元：
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問題文全文(内容文)：
$\Large\boxed{2}$ $n$個の異なる色を用意する。立方体の各面にいずれかの色を塗る。各面にどの色を塗るかは同様に確からしいとする。辺を共有するどの二つの面にも異なる色が塗られる確率を$p_n$とする。次の問いに答えよ。
(1)$p_3$を求めよ。
(2)$p_4$を求めよ。
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$\Large\boxed{2}$ $n$個の異なる色を用意する。立方体の各面にいずれかの色を塗る。各面にどの色を塗るかは同様に確からしいとする。辺を共有するどの二つの面にも異なる色が塗られる確率を$p_n$とする。次の問いに答えよ。
(1)$p_3$を求めよ。
(2)$p_4$を求めよ。
福田のおもしろ数学078〜条件式から式の値を求める
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問題文全文(内容文)：
$\left\{\begin{array}{1}
ax+by=3\\
ax^2+by^2=7\\
ax^3+by^3=16\\
ax^4+by^4=42\\
\end{array}\right.
$
のとき
$ax^5+by^5$ の値を求めよ。
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$\left\{\begin{array}{1}
ax+by=3\\
ax^2+by^2=7\\
ax^3+by^3=16\\
ax^4+by^4=42\\
\end{array}\right.
$
のとき
$ax^5+by^5$ の値を求めよ。
福田の数学〜京都大学2024年文系第1問〜四面体の体積
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問題文全文(内容文)：
$\Large\boxed{1}$ 四面体OABCが次を満たすとする。
OA=OB=OC=1, ∠COA=∠COB=∠ACB, ∠AOB=90°
このとき、四面体OABCの体積を求めよ。
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$\Large\boxed{1}$ 四面体OABCが次を満たすとする。
OA=OB=OC=1, ∠COA=∠COB=∠ACB, ∠AOB=90°
このとき、四面体OABCの体積を求めよ。
福田のおもしろ数学077〜3通りの解法を考えよう〜4変数の式の最大値
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福田次郎
問題文全文(内容文)：
$a^2$+$b^2$=9, $c^2$+$d^2$=16 のとき$ab$+$cd$ の最大値を求めよ。
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$a^2$+$b^2$=9, $c^2$+$d^2$=16 のとき$ab$+$cd$ の最大値を求めよ。
福田の数学〜京都大学2024年理系第6問〜桁数がn桁の数列の中に含まれる最高位1の項の割合
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福田次郎
問題文全文(内容文)：
$\Large\boxed{6}$ 自然数$k$に対して、$a_k$=$2^{\sqrt k}$とする。$n$を自然数とし、$a_k$の整数部分が$n$桁であるような$k$の個数を$N_n$とする。また、$a_k$の整数部分が$n$桁であり、その最高位の数字が1であるような$k$の個数を$L_n$とする。次を求めよ。
$\displaystyle\lim_{n \to \infty}\frac{L_n}{N_n}$
ただし、例えば実数2345.678 の整数部分2345は4桁で、最高位の数字は2である。
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$\Large\boxed{6}$ 自然数$k$に対して、$a_k$=$2^{\sqrt k}$とする。$n$を自然数とし、$a_k$の整数部分が$n$桁であるような$k$の個数を$N_n$とする。また、$a_k$の整数部分が$n$桁であり、その最高位の数字が1であるような$k$の個数を$L_n$とする。次を求めよ。
$\displaystyle\lim_{n \to \infty}\frac{L_n}{N_n}$
ただし、例えば実数2345.678 の整数部分2345は4桁で、最高位の数字は2である。
福田のおもしろ数学076〜三角形の外接円の半径は
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問題文全文(内容文)：
図の三角形ABCの外接円の半径を求めよ。(※動画参照)
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図の三角形ABCの外接円の半径を求めよ。(※動画参照)
福田の数学〜京都大学2024年理系第5問〜指数関数で囲まれた図形の面積と極限
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指導講師：
福田次郎
問題文全文(内容文)：
$\Large\boxed{5}$ $a$は$a$≧1を満たす定数とする。座標平面上で、次の4つの不等式が表す領域を$D_a$とする。
$x$≧0, $\frac{e^x-e^{-x}}{2}$≦$y$, $y$≦$\frac{e^x+e^{-x}}{2}$, $y$≦$a$
次の問いに答えよ。
(1)$D_a$の面積$S_a$を求めよ。
(2)$\displaystyle\lim_{a \to \infty}S_a$ を求めよ。
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$\Large\boxed{5}$ $a$は$a$≧1を満たす定数とする。座標平面上で、次の4つの不等式が表す領域を$D_a$とする。
$x$≧0, $\frac{e^x-e^{-x}}{2}$≦$y$, $y$≦$\frac{e^x+e^{-x}}{2}$, $y$≦$a$
次の問いに答えよ。
(1)$D_a$の面積$S_a$を求めよ。
(2)$\displaystyle\lim_{a \to \infty}S_a$ を求めよ。
福田のおもしろ数学075〜1分チャレンジ〜扇形から作る円錐の体積
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福田次郎
問題文全文(内容文)：
半径5、中心角288°の扇形をまるめて、円錐形のコップを作る。その容積は？
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半径5、中心角288°の扇形をまるめて、円錐形のコップを作る。その容積は？
福田の数学〜京都大学2024年理系第4問〜その項が偶数であるかないかで定義が変わる漸化式
単元：
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福田次郎
問題文全文(内容文)：
$\Large\boxed{4}$ 与えられた自然数$a_0$に対して、自然数からなる数列$a_0$,$a_1$,$a_2$, ... を次のように定める。
$a_{n+1}$=$\left\{\begin{array}{1}
\displaystyle\frac{a_n}{2} (a_nが偶数のとき)\\
\displaystyle\frac{3a_n+1}{2} (a_nが奇数のとき)\\
\end{array}\right.$
次の問いに答えよ。
(1)$a_0$,$a_1$,$a_2$,$a_3$がすべて奇数であるような最小の自然数$a_0$を求めよ。
(2)$a_0$,$a_1$,...,$a_{10}$がすべて奇数であるような最小の自然数$a_0$を求めよ。
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$\Large\boxed{4}$ 与えられた自然数$a_0$に対して、自然数からなる数列$a_0$,$a_1$,$a_2$, ... を次のように定める。
$a_{n+1}$=$\left\{\begin{array}{1}
\displaystyle\frac{a_n}{2} (a_nが偶数のとき)\\
\displaystyle\frac{3a_n+1}{2} (a_nが奇数のとき)\\
\end{array}\right.$
次の問いに答えよ。
(1)$a_0$,$a_1$,$a_2$,$a_3$がすべて奇数であるような最小の自然数$a_0$を求めよ。
(2)$a_0$,$a_1$,...,$a_{10}$がすべて奇数であるような最小の自然数$a_0$を求めよ。
福田のおもしろ数学074〜大小比較をしよう
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福田次郎
問題文全文(内容文)：
1より小さい$n$個の正の数$a_1$,$a_2$,...,$a_n$ に対して
1－$a_1$$a_2$...$a_n$と(1-$a_1$)(1-$a_2$)...(1-$a_n$)
のどちらが大きいか。$n$≧2 とする。
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1より小さい$n$個の正の数$a_1$,$a_2$,...,$a_n$ に対して
1－$a_1$$a_2$...$a_n$と(1-$a_1$)(1-$a_2$)...(1-$a_n$)
のどちらが大きいか。$n$≧2 とする。
福田の数学〜京都大学2024年理系第3問〜2直線がねじれの位置になるための必要十分条件
単元：
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問題文全文(内容文)：
$\Large\boxed{3}$ 座標空間の4点O,A,B,Cは同一平面上にないとする。線分OAの中点をP、線分ABの中点をQとする。実数$x$,$y$に対して、直線OC上の点Xと、直線BC上の点Yを次のように定める。
$\overrightarrow{\textrm{OX}}$=$x\overrightarrow{\textrm{OC}}$, $\overrightarrow{\textrm{BY}}$=$y\overrightarrow{\textrm{BC}}$
このとき、直線QYと直線PXがねじれの位置にあるための$x$,$y$に関する必要十分条件を求めよ。
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$\Large\boxed{3}$ 座標空間の4点O,A,B,Cは同一平面上にないとする。線分OAの中点をP、線分ABの中点をQとする。実数$x$,$y$に対して、直線OC上の点Xと、直線BC上の点Yを次のように定める。
$\overrightarrow{\textrm{OX}}$=$x\overrightarrow{\textrm{OC}}$, $\overrightarrow{\textrm{BY}}$=$y\overrightarrow{\textrm{BC}}$
このとき、直線QYと直線PXがねじれの位置にあるための$x$,$y$に関する必要十分条件を求めよ。
福田のおもしろ数学073〜割り切れることを証明しよう
単元：
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福田次郎
問題文全文(内容文)：
任意の自然数$n$に対して、$11^n$－$8^n$－$3^n$ が24で割り切れることを証明せよ。
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任意の自然数$n$に対して、$11^n$－$8^n$－$3^n$ が24で割り切れることを証明せよ。
福田の数学〜京都大学2024年理系第2問〜複素数平面上における点の軌跡と領域
単元：
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問題文全文(内容文)：
$\Large\boxed{2}$ $|x|$≦2 を満たす複素数$x$と、$|y-(8+6i)|$=3 を満たす複素数$y$に対して、$z$=$\displaystyle\frac{x+y}{2}$ とする。このような複素数$z$が複素数平面において動く領域を図示し、その面積を求めよ。
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$\Large\boxed{2}$ $|x|$≦2 を満たす複素数$x$と、$|y-(8+6i)|$=3 を満たす複素数$y$に対して、$z$=$\displaystyle\frac{x+y}{2}$ とする。このような複素数$z$が複素数平面において動く領域を図示し、その面積を求めよ。
福田のおもしろ数学057〜灘中学の問題〜展開図を見て体積を求めよう
単元：
#算数(中学受験)#過去問解説(学校別)#立体図形#体積・表面積・回転体・水量・変化のグラフ#立体図形その他#灘中学校
指導講師：
福田次郎
問題文全文(内容文)：
ある立体の展開図を、幅が 3cm の方眼紙にかくと、次の図のようになった。斜線をつけた三角形は正三角形である。また正方形でない四角形の面はすべて長方形である。この立体の体積を求めよ。
※図は動画内参照
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ある立体の展開図を、幅が 3cm の方眼紙にかくと、次の図のようになった。斜線をつけた三角形は正三角形である。また正方形でない四角形の面はすべて長方形である。この立体の体積を求めよ。
※図は動画内参照
福田の数学〜慶應義塾大学2024年理工学部第1問(2)〜漸化式とはさみうちの原理
単元：
#大学入試過去問(数学)#漸化式#関数と極限#数列の極限#関数の極限#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)#数Ⅲ
指導講師：
福田次郎
問題文全文(内容文)：
関数f(x)は実数全体で定義されており、$x\leqq 2$において
$\dfrac{2}{3}-\dfrac{1}{3}x\leqq f(x)\leqq 2-x$
を満たしているものとする。数列{$a_{ n }$}は漸化式
$a_{ n+1 }=a_{ n }+f(a_{ n })$
を満たしているものとする。
(i)$a_{ 1 } \leqq 2$ならば、すべての自然数nに対して、$a_{ 1 } \leqq a_{ n }\leqq2$となる事を証明しなさい。
(ii)$a_{ 1 } \leqq 2$ならば、$a_{ 1 }$の値によらず$\displaystyle \lim_{ n \to \infty } a_n = 2$となる事を証明しなさい。
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関数f(x)は実数全体で定義されており、$x\leqq 2$において
$\dfrac{2}{3}-\dfrac{1}{3}x\leqq f(x)\leqq 2-x$
を満たしているものとする。数列{$a_{ n }$}は漸化式
$a_{ n+1 }=a_{ n }+f(a_{ n })$
を満たしているものとする。
(i)$a_{ 1 } \leqq 2$ならば、すべての自然数nに対して、$a_{ 1 } \leqq a_{ n }\leqq2$となる事を証明しなさい。
(ii)$a_{ 1 } \leqq 2$ならば、$a_{ 1 }$の値によらず$\displaystyle \lim_{ n \to \infty } a_n = 2$となる事を証明しなさい。
福田のおもしろ数学056〜折り返し問題〜半円を折り返す
単元：
#数A#数Ⅱ#図形の性質#方べきの定理と２つの円の関係#図形と方程式#円と方程式#数学(高校生)
指導講師：
福田次郎
問題文全文(内容文)：
図は半円 O を点 C で接するように折り返したもので EF はその折り目である。EF と AB の交点を D とする。 $AC = 6 , BC = 2$ のとき、 AD の長さを求めよ。
※図は動画内参照
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図は半円 O を点 C で接するように折り返したもので EF はその折り目である。EF と AB の交点を D とする。 $AC = 6 , BC = 2$ のとき、 AD の長さを求めよ。
※図は動画内参照
福田の数学〜慶應義塾大学2024年理工学部第1問(1)〜6番目に大きい約数と6乗根に最も近い自然数
単元：
#数A#大学入試過去問(数学)#整数の性質#約数・倍数・整数の割り算と余り・合同式#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)：
$\boxed{1}$(1)2024の約数の中で1番大きいものは2024だが,6番目に大きいものは$\boxed{ア}$である.
2024の6乗根に最も近い自然数は$\boxed{イ}$である.
2024慶應義塾大学理工過去問
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$\boxed{1}$(1)2024の約数の中で1番大きいものは2024だが,6番目に大きいものは$\boxed{ア}$である.
2024の6乗根に最も近い自然数は$\boxed{イ}$である.
2024慶應義塾大学理工過去問
福田の数学〜慶應義塾大学2024年理工学部第1問(1)〜6番目に大きい約数と6乗根に最も近い自然数
単元：
#数A#整数の性質#約数・倍数・整数の割り算と余り・合同式#指数関数と対数関数#指数関数#対数関数#数学(高校生)
指導講師：
福田次郎
問題文全文(内容文)：
( 1 ) 2024 の約数の中で 1 番大きいものは 2024 だが、 6 番目に大きいものは ア である。 2024 の 6 乗根に最も近い自然数は イ である。
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( 1 ) 2024 の約数の中で 1 番大きいものは 2024 だが、 6 番目に大きいものは ア である。 2024 の 6 乗根に最も近い自然数は イ である。
福田のおもしろ数学055〜自然数を連続整数の和で表す方法〜偶奇性に注目しよう
福田のおもしろ数学054〜不等式の再利用のコツ〜2つの不等式の証明
単元：
#数Ⅱ#式と証明#恒等式・等式・不等式の証明#数学(高校生)
指導講師：
福田次郎
問題文全文(内容文)：
前段の不等式をいかに利用するか？
$a^2+b^2+c^2 \geqq ab+bc+ca$
$a^4+b^4+c^4 \geqq abc(a+b+c)$
を証明せよ！
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前段の不等式をいかに利用するか？
$a^2+b^2+c^2 \geqq ab+bc+ca$
$a^4+b^4+c^4 \geqq abc(a+b+c)$
を証明せよ！
福田のおもしろ数学053〜数学オリンピックの幾何の問題〜線分の長さを求める
単元：
#数A#数学検定・数学甲子園・数学オリンピック等#図形の性質#方べきの定理と２つの円の関係#数学オリンピック#数学(高校生)
指導講師：
福田次郎
問題文全文(内容文)：
DB = BC = 2 , AB = AC, 直線 AC と直線 DC は点 A, D で円 O に接している。
直線AB と円 O の交点のうち A でない方を E とし、直線 CE と円 O の交点のうち E でない方を F とする。
線分 EF の長さを求めよ。
※図は動画内参照
数学オリンピック過去問
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DB = BC = 2 , AB = AC, 直線 AC と直線 DC は点 A, D で円 O に接している。
直線AB と円 O の交点のうち A でない方を E とし、直線 CE と円 O の交点のうち E でない方を F とする。
線分 EF の長さを求めよ。
※図は動画内参照
数学オリンピック過去問
福田の数学〜東京大学2018年理系第5問〜複素数平面上の点の軌跡
単元：
#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)#東京大学#数学(高校生)#数C
指導講師：
福田次郎
問題文全文(内容文)：
複素数平面上の原点を中心とする半径 1 の円を C とする。
点 P(z) は C 上にあり、点 A(I) とは異なるとする。
点 P における円 C の接線に関して、点 A と対称な点を Q(u) とする。
$\omega=\displaystyle \frac{1}{1-u}$とおき$\omega$と共役な複素数を$\overline{ \omega }$で表す。
（１）uと$\displaystyle \frac{\overline{ \omega }}{\omega}$をzについての整数として表し、絶対値の値$\displaystyle \frac{\vert \omega+\overline{ \omega }-1 \vert}{\vert \omega \vert}$を求めよ。
（２）Cのうち実部が$\frac{1}{2}$以下の複素数平面で表される部分をCとする。点Ｐ(z)がＣ’上を動くときの点Ｒ($\omega$)の軌跡を求めよ。
$\omega=x+yi$(x,yは実数)とおく。
2018東大理系過去問
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複素数平面上の原点を中心とする半径 1 の円を C とする。
点 P(z) は C 上にあり、点 A(I) とは異なるとする。
点 P における円 C の接線に関して、点 A と対称な点を Q(u) とする。
$\omega=\displaystyle \frac{1}{1-u}$とおき$\omega$と共役な複素数を$\overline{ \omega }$で表す。
（１）uと$\displaystyle \frac{\overline{ \omega }}{\omega}$をzについての整数として表し、絶対値の値$\displaystyle \frac{\vert \omega+\overline{ \omega }-1 \vert}{\vert \omega \vert}$を求めよ。
（２）Cのうち実部が$\frac{1}{2}$以下の複素数平面で表される部分をCとする。点Ｐ(z)がＣ’上を動くときの点Ｒ($\omega$)の軌跡を求めよ。
$\omega=x+yi$(x,yは実数)とおく。
2018東大理系過去問
福田のおもしろ数学052〜余りの問題はこれができなきゃダメ〜余りを求める
単元：
#数A#整数の性質#約数・倍数・整数の割り算と余り・合同式#数学(高校生)
指導講師：
福田次郎
問題文全文(内容文)：
$1111^{ 2018 }$ を 11111 で割った余りを求めてください。
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$1111^{ 2018 }$ を 11111 で割った余りを求めてください。
福田のおもしろ数学051〜10秒チャレンジ！〜階乗の付いた分数の計算
単元：
#数列#数列とその和（等差・等比・階差・Σ）#数学(高校生)#数B
指導講師：
福田次郎
問題文全文(内容文)：
$\displaystyle \frac{1}{2!}+\displaystyle \frac{2}{3!}+\displaystyle \frac{3}{4!}+\displaystyle \frac{4}{5!}+\displaystyle \frac{5}{6!}$を計算してください。
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$\displaystyle \frac{1}{2!}+\displaystyle \frac{2}{3!}+\displaystyle \frac{3}{4!}+\displaystyle \frac{4}{5!}+\displaystyle \frac{5}{6!}$を計算してください。
福田のおもしろ数学050〜数学オリンピックの問題〜2変数関数の最小
単元：
#数学検定・数学甲子園・数学オリンピック等#数学オリンピック
指導講師：
福田次郎
問題文全文(内容文)：
実数a,bが$a+b=17$を満たすとき$2^a+4^b$の最小値を求めよ
数学オリンピック過去問
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実数a,bが$a+b=17$を満たすとき$2^a+4^b$の最小値を求めよ
数学オリンピック過去問
福田の数学〜東京大学2018年理系第3問〜軌跡と領域そして極限
単元：
#大学入試過去問(数学)#平面上のベクトル#図形と方程式#軌跡と領域#ベクトルと平面図形、ベクトル方程式#関数と極限#学校別大学入試過去問解説(数学)#東京大学#数学(高校生)#数C#数Ⅲ
指導講師：
福田次郎
問題文全文(内容文)：
放物線$y=x^2$のうち$-1 \leqq x \leqq 1$を満たす部分をCとする。座標平面上の原点Ｏと点A(1,0)を考える。Ｋ＞０を実数とする。点ＰがＣの上を動き、天Ｑが線分ＯＡ上を動くとき$\overrightarrow{ OR }=\displaystyle \frac{1}{k}\overrightarrow{ OP }+k\overrightarrow{ OQ }$を満たす点Ｒが動く領域の面積をＳ(k)とする。
Ｓ(k)および$\displaystyle \lim_{ k \to +0 } S(k) ,\displaystyle \lim_{ k \to \infty }S(k)$を求めよ。
2018東京大学理系過去問
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放物線$y=x^2$のうち$-1 \leqq x \leqq 1$を満たす部分をCとする。座標平面上の原点Ｏと点A(1,0)を考える。Ｋ＞０を実数とする。点ＰがＣの上を動き、天Ｑが線分ＯＡ上を動くとき$\overrightarrow{ OR }=\displaystyle \frac{1}{k}\overrightarrow{ OP }+k\overrightarrow{ OQ }$を満たす点Ｒが動く領域の面積をＳ(k)とする。
Ｓ(k)および$\displaystyle \lim_{ k \to +0 } S(k) ,\displaystyle \lim_{ k \to \infty }S(k)$を求めよ。
2018東京大学理系過去問
福田のおもしろ数学049〜1分チャレンジ〜5重根号に挑戦！
単元：
#数Ⅰ#数と式#実数と平方根（循環小数・有理数・無理数・絶対値・平方根計算・2重根号）#数学(高校生)
指導講師：
福田次郎
問題文全文(内容文)：
$\sqrt{ 2024\sqrt{ 2023\sqrt{ 2022\sqrt{ 2021\sqrt{ 2020×2018+1 }+1 }+1 }+1 }+1}$を計算してください。
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$\sqrt{ 2024\sqrt{ 2023\sqrt{ 2022\sqrt{ 2021\sqrt{ 2020×2018+1 }+1 }+1 }+1 }+1}$を計算してください。