東京理科大学
2012年 理(数・物・化) 第1問

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次の問いに答えよ.(1)1から9までの番号が書かれた9個のポールが袋に入っている.この袋の中から1個のボールを取り出し,その番号を確認してからもとに戻す試行を考える.(i)この試行を3回行ったとき,同じ番号のボールを少なくとも2回取り出す確率は\frac{[ア][イ]}{[ウ][エ]}である.(ii)この試行を2回行ったとき,取り出したボールの番号の差が1以下となる確率は\frac{[オ][カ]}{[キ][ク]}である.(2)tをt>1をみたす実数とし,xy平面上で次の方程式で表される3直線ℓ_1,ℓ_2,ℓ_3を考える.\begin{array}{l}ℓ_1:tx-y=0\ℓ_2:x-ty-t^2=0\ℓ_3:x+ty-t^2=0\end{array}ℓ_1,ℓ_2,ℓ_3で囲まれる三角形の面積をS(t)とし,この三角形のx軸の上側の部分の面積をS_1(t),x軸の下側の部分の面積をS_2(t)とする.(i)S_2(t)=2S_1(t)となるtの値はt=\sqrt{[ケ]}である.(ii)S(t)=\frac{t^{[コ]}}{t^{[サ]}-[シ]}であり,S(t)をtで微分して符号を調べることにより,S(t)はt=(\frac{[ス]}{[セ]})^{\frac{[ソ]}{[タ]}}で最小値をとることがわかり,最小値は\frac{7}{[チ]}(\frac{[ツ]}{[テ]})^{\frac{[ト]}{[ナ]}}となる.(3)pを実数とし,方程式x^3-px^2-13/4x+15/8=0は3つの実数解a,b,c(a>b>c)をもつとする.a+c=2bをみたすとき,a=\frac{[ニ]}{[ヌ]},b=\frac{[ネ]}{[ノ]},c=\frac{[ハ]}{[ヒ]},p=\frac{[フ]}{[ヘ]}である.(4)Oを原点とする空間内に3点A,B,Cがある.|ベクトルOA|=2,|ベクトルOB|=1,|ベクトルOC|=3であり,ベクトルOA,ベクトルOB,ベクトルOCのどの2つのなす角もπ/3であるとする.Gを△ABCの重心とし,MをABの中点,NをBCの中点,LをMNの中点とする.このとき,|ベクトルOG|=\frac{[ホ]}{[マ]},|ベクトルGL|=\frac{\sqrt{[ミ][ム]}}{[メ][モ]}である.
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次の問いに答えよ.
(1) $1$から$9$までの番号が書かれた$9$個のポールが袋に入っている.この袋の中から$1$個のボールを取り出し,その番号を確認してからもとに戻す試行を考える.
(ⅰ) この試行を$3$回行ったとき,同じ番号のボールを少なくとも$2$回取り出す確率は$\displaystyle\frac{\fbox{ア}\fbox{イ}}{\fbox{ウ}\fbox{エ}}$である.
(ⅱ) この試行を$2$回行ったとき,取り出したボールの番号の差が$1$以下となる確率は$\displaystyle\frac{\fbox{オ}\fbox{カ}}{\fbox{キ}\fbox{ク}}$である.
(2) $t$を$t>1$をみたす実数とし,$xy$平面上で次の方程式で表される$3$直線$\ell_1,\ \ell_2,\ \ell_3$を考える. \[ \begin{array}{l} \ell_1:tx-y=0 \\ \ell_2:x-ty-t^2=0 \\ \ell_3:x+ty-t^2=0 \end{array} \] $\ell_1,\ \ell_2,\ \ell_3$で囲まれる三角形の面積を$S(t)$とし,この三角形の$x$軸の上側の部分の面積を$S_1(t)$,$x$軸の下側の部分の面積を$S_2(t)$とする.
(ⅰ) $S_2(t)=2S_1(t)$となる$t$の値は$t=\sqrt{\fbox{ケ}}$である.
(ⅱ) $\displaystyle S(t)=\frac{t^{\fbox{コ}}}{t^{\fbox{サ}}-\fbox{シ}}$であり,$S(t)$を$t$で微分して符号を調べることにより,$S(t)$は$\displaystyle t=\left( \frac{\fbox{ス}}{\fbox{セ}} \right)^{\frac{\fbox{ソ}}{\fbox{タ}}}$で最小値をとることがわかり,最小値は \[ \frac{7}{\fbox{チ}} \left( \frac{\fbox{ツ}}{\fbox{テ}} \right)^{\frac{\fbox{ト}}{\fbox{ナ}}} \] となる.
(3) $p$を実数とし,方程式$\displaystyle x^3-px^2-\frac{13}{4}x+\frac{15}{8}=0$は$3$つの実数解$a,\ b,\ c \ \ (a>b>c)$をもつとする.$a+c=2b$をみたすとき, \[ a=\frac{\fbox{ニ}}{\fbox{ヌ}},\quad b=\frac{\fbox{ネ}}{\fbox{ノ}},\quad c=\frac{\fbox{ハ}}{\fbox{ヒ}},\quad p=\frac{\fbox{フ}}{\fbox{ヘ}} \] である.
(4) $\mathrm{O}$を原点とする空間内に$3$点$\mathrm{A}$,$\mathrm{B}$,$\mathrm{C}$がある. \[ |\overrightarrow{\mathrm{OA}}|=2,\quad |\overrightarrow{\mathrm{OB}}|=1,\quad |\overrightarrow{\mathrm{OC}}|=3 \] であり,$\overrightarrow{\mathrm{OA}}$,$\overrightarrow{\mathrm{OB}}$,$\overrightarrow{\mathrm{OC}}$のどの$2$つのなす角も$\displaystyle \frac{\pi}{3}$であるとする.$\mathrm{G}$を$\triangle \mathrm{ABC}$の重心とし,$\mathrm{M}$を$\mathrm{AB}$の中点,$\mathrm{N}$を$\mathrm{BC}$の中点,$\mathrm{L}$を$\mathrm{MN}$の中点とする.このとき, \[ |\overrightarrow{\mathrm{OG}}|=\frac{\fbox{ホ}}{\fbox{マ}},\quad |\overrightarrow{\mathrm{GL}}|=\frac{\sqrt{\fbox{ミ}\fbox{ム}}}{\fbox{メ}\fbox{モ}} \] である.
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詳細情報

大学(出題年) 東京理科大学(2012)
文理 理系
大問 1
単元 場合の数と確率(数学A)
タグ 空欄補充集合番号ポールボール確認試行少なくとも確率分数
難易度 未設定

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