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せよ。
(1) 2次関数f(x)=ax2+bx+2a2は、x=-1で最大値をとり、
f(1)=14を満たす。このとき、a= ア 、b= イ で、
f(x)の最大値は ウ である。
(2) 1つのさいころを1の目が出るまで投げ続ける。ただし、投げる
回数は最大100回とする。このとき、ちょうどn回(n<100)
投げてやめる確率は エ で、投げる回数がn回以下(n<100)
でやめる確率は オ である。また、1の目が2回出るまで投げ
続けるとき(最大100回)、投げる回数がn回以下(n<100)で
やめる確率は カ である。
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【解答】
ア $\scriptsize\sf{\begin{align*} \sf -\frac{7}{2}\end{align*}}$ イ -7 ウ 28 エ $\scriptsize\sf{\begin{align*} \sf \frac{5^{n-1}}{6^n}\end{align*}}$ オ $\scriptsize\sf{\begin{align*} \sf \frac{6^n-5^n}{6^n}\end{align*}}$
カ $\scriptsize\sf{\begin{align*} \sf \frac{6^n-\left(n+5 \right)\cdot 5^{n-1}}{6^n}\end{align*}}$
【解説】
(1)
関数
$\scriptsize\sf{\begin{align*} \sf f\ (x)=a\left( x+\frac{b}{2a}\right)^2+2a^2-\frac{b^2}{4a}\end{align*}}$
がx=-1で最大値をもつので、a<0であり、
$\scriptsize\sf{\begin{align*} \sf -\frac{b}{2a}=-1\ \ \Leftrightarrow\ \ b=2a\end{align*}}$ .
また、
$\scriptsize\sf{\begin{align*} \sf f\ (1)=a+b+2a^2=14\end{align*}}$
であり、これらを連立させて解くと、
$\scriptsize\sf{\begin{align*} \sf \underline{\ a=-\frac{7}{2}\ \ ,\ \ b=-7\ }\end{align*}}$ .
このとき、f(x)の最大値は、
$\scriptsize\sf{\begin{align*} \sf f\ (x)_{max}=f\ (-1)=\underline{\ 28\ }\end{align*}}$
(2)
エ
1~n-1回目に1以外の目、n回目に1の目が出ればよい
$\scriptsize\sf{\begin{align*} \sf \left( \frac{5}{6}\right)^{n-1}\cdot\frac{1}{6}=\underline{\ \frac{5^{n-1}}{6^n}\ }\end{align*}}$
オ
1~n回目に一度も1の目が出なければよい
$\scriptsize\sf{\begin{align*} \sf 1-\left( \frac{5}{6}\right)^{n}=\underline{\ \frac{6^n-5^{n}}{6^n}\ }\end{align*}}$
カ
余事象は、
・1~n回目に一度も1の目が出ない または
・1~n回目に一度だけ1の目が出る
なので、
$\scriptsize\sf{\begin{align*} \sf 1-\left( \frac{5}{6}\right)^{n}-\frac{n!}{\left( n-1\right)!}\cdot\left( \frac{5}{6}\right)^{n-1}\cdot\frac{1}{6}=\underline{\ \frac{6^n-\left(n+5 \right)\cdot 5^{n-1}}{6^n}\ }\end{align*}}$
(2)の最後は、直接求めるよりも余事象を考えた方が楽です。
テーマ:数学 - ジャンル:学問・文化・芸術
- 2018/11/25(日) 01:05:00|
- 大学入試(数学) .関西の私立大学 .京都薬科大 2015
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