東京理科大学
2015年 理工(数・建築・電気電子情報工) 第1問
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次の文章の$\fbox{ア}$から$\fbox{ヨ}$までに当てはまる数字$0$~$9$を求めなさい.
(1) ある商店街のくじは,「$\mathrm{A}$賞」「$\mathrm{B}$賞」「$\mathrm{C}$賞」「はずれ」が,それぞれ$\displaystyle \frac{1}{4}$の確率ででるという.$4$人がそれぞれ$1$回ずつこのくじを引くとする.
(ⅰ) 誰も「はずれ」を引かない確率は$\displaystyle \frac{\fbox{ア}\fbox{イ}}{\fbox{ウ}\fbox{エ}\fbox{オ}}$である.
(ⅱ) 少なくとも$1$人が「$\mathrm{A}$賞」を引く確率は$\displaystyle \frac{\fbox{カ}\fbox{キ}\fbox{ク}}{\fbox{ケ}\fbox{コ}\fbox{サ}}$である.
(ⅲ) $4$人のうち,誰か$1$人だけが「$\mathrm{A}$賞」を引く確率は$\displaystyle \frac{\fbox{シ}\fbox{ス}}{\fbox{セ}\fbox{ソ}}$である. [$\tokeishi$] 「$\mathrm{A}$賞」「$\mathrm{B}$賞」「$\mathrm{C}$賞」「はずれ」がそれぞれ$1$つずつ出る確率は$\displaystyle \frac{\fbox{タ}}{\fbox{チ}\fbox{ツ}}$である.
(2) $n=0,\ 1,\ 2,\ \cdots$に対して,関数$f_n(x)$を
$\displaystyle f_0(x)=1 \quad \left( 0 \leqq x \leqq \frac{\pi}{2} \right)$
$\displaystyle f_n(x)=\frac{x}{2}-\frac{\cos x}{2} \int_0^{\frac{\pi}{2}} f_{n-1}(t) \sin t \, dt \quad \left( n=1,\ 2,\ 3,\ \cdots,\ 0 \leqq x \leqq \frac{\pi}{2} \right)$
によって定める.このとき, \[ c_n=\int_0^{\frac{\pi}{2}} f_{n-1}(t) \sin t \, dt \] とおくと,
$c_1=\fbox{テ}$
$\displaystyle c_n=\frac{\fbox{ト}}{\fbox{ナ}}-\frac{\fbox{ニ}}{\fbox{ヌ}}c_{n-1}$
である.したがって \[ c_n=\frac{\fbox{ネ}}{\fbox{ノ}}+\frac{\fbox{ハ}}{\fbox{ヒ}} \cdot \left( -\frac{\fbox{フ}}{\fbox{ヘ}} \right)^{n-1} \] であり,各$x$に対して \[ \lim_{n \to \infty} f_n(x)=\frac{x}{2}-\frac{\fbox{ホ}}{\fbox{マ}} \cos x \] となる.
(3) 実数$a$に対し,$x$の方程式 \[ \log_ 2 |x-a|=\log_4 (x-2) \] を考える.この方程式を満たす実数の個数を$a$の値で分類すると,
(ⅰ) $\displaystyle a<\frac{\fbox{ミ}}{\fbox{ム}}$のとき$0$個
(ⅱ) $\displaystyle a=\frac{\fbox{メ}}{\fbox{モ}},\ \fbox{ヤ}$のとき$\fbox{ユ}$個
(ⅲ) $\tokeiichi,\ \tokeini$以外のとき$\fbox{ヨ}$個である.
(1) ある商店街のくじは,「$\mathrm{A}$賞」「$\mathrm{B}$賞」「$\mathrm{C}$賞」「はずれ」が,それぞれ$\displaystyle \frac{1}{4}$の確率ででるという.$4$人がそれぞれ$1$回ずつこのくじを引くとする.
(ⅰ) 誰も「はずれ」を引かない確率は$\displaystyle \frac{\fbox{ア}\fbox{イ}}{\fbox{ウ}\fbox{エ}\fbox{オ}}$である.
(ⅱ) 少なくとも$1$人が「$\mathrm{A}$賞」を引く確率は$\displaystyle \frac{\fbox{カ}\fbox{キ}\fbox{ク}}{\fbox{ケ}\fbox{コ}\fbox{サ}}$である.
(ⅲ) $4$人のうち,誰か$1$人だけが「$\mathrm{A}$賞」を引く確率は$\displaystyle \frac{\fbox{シ}\fbox{ス}}{\fbox{セ}\fbox{ソ}}$である. [$\tokeishi$] 「$\mathrm{A}$賞」「$\mathrm{B}$賞」「$\mathrm{C}$賞」「はずれ」がそれぞれ$1$つずつ出る確率は$\displaystyle \frac{\fbox{タ}}{\fbox{チ}\fbox{ツ}}$である.
(2) $n=0,\ 1,\ 2,\ \cdots$に対して,関数$f_n(x)$を
$\displaystyle f_0(x)=1 \quad \left( 0 \leqq x \leqq \frac{\pi}{2} \right)$
$\displaystyle f_n(x)=\frac{x}{2}-\frac{\cos x}{2} \int_0^{\frac{\pi}{2}} f_{n-1}(t) \sin t \, dt \quad \left( n=1,\ 2,\ 3,\ \cdots,\ 0 \leqq x \leqq \frac{\pi}{2} \right)$
によって定める.このとき, \[ c_n=\int_0^{\frac{\pi}{2}} f_{n-1}(t) \sin t \, dt \] とおくと,
$c_1=\fbox{テ}$
$\displaystyle c_n=\frac{\fbox{ト}}{\fbox{ナ}}-\frac{\fbox{ニ}}{\fbox{ヌ}}c_{n-1}$
である.したがって \[ c_n=\frac{\fbox{ネ}}{\fbox{ノ}}+\frac{\fbox{ハ}}{\fbox{ヒ}} \cdot \left( -\frac{\fbox{フ}}{\fbox{ヘ}} \right)^{n-1} \] であり,各$x$に対して \[ \lim_{n \to \infty} f_n(x)=\frac{x}{2}-\frac{\fbox{ホ}}{\fbox{マ}} \cos x \] となる.
(3) 実数$a$に対し,$x$の方程式 \[ \log_ 2 |x-a|=\log_4 (x-2) \] を考える.この方程式を満たす実数の個数を$a$の値で分類すると,
(ⅰ) $\displaystyle a<\frac{\fbox{ミ}}{\fbox{ム}}$のとき$0$個
(ⅱ) $\displaystyle a=\frac{\fbox{メ}}{\fbox{モ}},\ \fbox{ヤ}$のとき$\fbox{ユ}$個
(ⅲ) $\tokeiichi,\ \tokeini$以外のとき$\fbox{ヨ}$個である.
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