第1問
次の にあてはまる数または式を解答欄に記入せよ。ただし、
分数形で解答する場合は、既約分数にしなさい。
(1) aを実数の定数として、放物線y=2x2-(a+3)x+a+1のグラフの
頂点は( ア , イ )で、この点はaの値にかかわらず、放物線
y= ウ x2+ エ x- オ 上にある。
(2) 平面上の直線y=2x+1と点(0,1)において45°の角度で交わる
直線は2つあり、これらの直線の方程式は、 カ と キ である。
(3) 5つの数
$\small\sf{\begin{align*} \sf \sqrt[3]4\ \ ,\ \ 1\ \ ,\ \ 16^{\frac{1}{5}}\ \,\ \ \log_43\ \ ,\ \ \log_32\end{align*}}$
を小さい方から順に並べると、
ク < ケ < コ < サ < シ
となる。
(4) 方程式7x+19y=2014を満たす自然数の組(x,y)は ス 組ある。
--------------------------------------------
【解答】
ア $\scriptsize\sf{\begin{align*} \sf \frac{a+3}{4}\end{align*}}$ イ $\scriptsize\sf{\begin{align*} \sf -\frac{a^2-2a+1}{8}\end{align*}}$ ウ -2 エ 4 オ 2
カ $\scriptsize\sf{\begin{align*} \sf y=\frac{1}{3}x+1\end{align*}}$ キ y=-3x+1 ク log32 ケ log43
コ 1 サ $\scriptsize\sf{\begin{align*} \sf \sqrt[3]4\end{align*}}$ シ $\scriptsize\sf{\begin{align*} \sf 16^{\frac{1}{5}}\end{align*}}$ ス 15
【解説】
(1)
与式を平方完成すると
$\scriptsize\sf{\begin{align*} \sf y=2\left(x- \frac{a+3}{4}\right)^2-\frac{a^2-2a+1}{8}\end{align*}}$
となるので、頂点の座標は、
$\scriptsize\sf{\begin{align*} \sf \underline{\ \left(\frac{a+3}{4}\ ,\ -\frac{a^2-2a+1}{8}\right)}\end{align*}}$ ……アイ
である。よって、
$\scriptsize\sf{\begin{align*} \sf X=\frac{a+3}{4}\ \ ,\ \ Y=-\frac{a^2-2a+1}{8}\end{align*}}$
からaを消去すると、
$\scriptsize\sf{\begin{align*} \sf Y=-\frac{(4X-3)^2-2(4X-3)+1}{8}=-2X^2+4X-2\end{align*}}$
となるので、aの値によらず頂点は放物線
$\scriptsize\sf{\begin{align*} \sf \underline{\ y=-2x^2+4x-2}\end{align*}}$ ……ウエオ
上にあることになる。
(2)
求める直線の傾きをmとする。
直線y=2x+1およびy=mx+1がx軸正方向となす角を
それぞれ$\scriptsize\sf{\alpha}$ 、$\scriptsize\sf{\beta}$ とおくと、
tan$\scriptsize\sf{\alpha}$ =2、 tan$\scriptsize\sf{\beta}$ =m
であり、
|$\scriptsize\sf{\alpha}$ -$\scriptsize\sf{\beta}$ |=45°
なので、加法定理より、
$\scriptsize\sf{\begin{align*} \sf \tan|\alpha-\beta|=\left|\frac{\tan\alpha-\tan\beta}{1+\tan\alpha\tan\beta}\right|\end{align*}}$
$\scriptsize\sf{\begin{align*} \sf \ \ \Leftrightarrow\ \ \tan\frac{\pi}{4}=\left|\frac{2-m}{1+2m}\right|\end{align*}}$
$\scriptsize\sf{\begin{align*} \sf \ \ \Leftrightarrow\ \ \frac{2-m}{1+2m}=\pm 1\end{align*}}$
$\scriptsize\sf{\begin{align*} \sf \ \ \Leftrightarrow\ \ m=\frac{1}{3}\ ,\ -3\end{align*}}$ .
よって、求める直線の方程式は、
$\scriptsize\sf{\begin{align*} \sf \underline{\ y=\frac{1}{3}x+1\ \ ,\ \ y=-3x+1}\end{align*}}$ ……カキ
である。
(3)
底2>1より
$\scriptsize\sf{\begin{align*} \sf 0<\frac{2}{3}<\frac{4}{5}\ \ \Leftrightarrow\ \ 2^0<2^{\frac{2}{3}}<2^{\frac{4}{5}}\ \ \Leftrightarrow\ \ 1<\sqrt[3]4<16^{\frac{1}{5}}\end{align*}}$
23<32において、底3(>1)の対数をとると、
$\scriptsize\sf{\begin{align*} \sf \log_32^3<\log_33^2\ \ \Leftrightarrow\ \ 3\log_32<2\ \ \Leftrightarrow\ \ \log_32<\frac{2}{3}\end{align*}}$
42<33<43において、底4(>1)の対数をとると、
$\scriptsize\sf{\begin{align*} \sf \log_44^2<\log_43^3<\log_44^3\ \ \Leftrightarrow\ \ 2<3\log_43<3\ \ \Leftrightarrow\ \ \frac{2}{3}<\log_43<1\end{align*}}$
以上より
$\scriptsize\sf{\begin{align*} \sf \underline{\ \log_32<\log_43<1<\sqrt[3]4<16^{\frac{1}{5}}}\end{align*}}$ ……ク~シ
(4)
2014=19・106より、
7x+19y=2014 ⇔ 7x=19(106-y)
と変形でき、7と19は互いに素なので、xは19の倍数である。
また、yは自然数なので、
7x+19y≧7x+19 ⇔ 2014≧7x+19 ⇔ x≦285
285以下の19の倍数は、285÷19=15個あるので、
求める(x,y)の組も15個ある。 ……ス
(3)の log32とlog43の大小比較が難しいかもしれませんね。
テーマ:数学 - ジャンル:学問・文化・芸術
- 2018/11/25(日) 01:01:00|
- 大学入試(数学) .関西の私立大学 .京都薬科大 2014
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