実数$t$に対し，$xy$平面において$2$つの位置ベクトル
\[ \overrightarrow{\mathrm{OA}} = \left(\strut \frac{t}{2}+1,\ \frac{t}{2} \right),\ \overrightarrow{\mathrm{OB}} = \left(\strut t,\ \frac{t^2}{2} \right) \]
を考える．

(1)次の条件を満たす$t$が存在する実数$s$の範囲を求めよ．\\
\quad $\lceil$ベクトル$\overrightarrow{\mathrm{AB}}$は，ベクトル$(1,\ s)$に平行である．$\rfloor$
(2)次の条件を満たす$t$が存在する実数$s$の範囲を求めよ．\\
\quad $\lceil$ベクトル$\overrightarrow{\mathrm{AB}}$は，ベクトル$(1,\ s)$に平行であり，かつ$t>1$である．

$a>0$に対し，
\[ f(a) = \lim_{t \to +0} \int_t^1 |ax+x\log x| \, dx \]

とおく．次の問いに答えよ．必要ならば，$\displaystyle \lim_{t \to +0} t^n \log t = 0\ (n=1,\ 2,\ \cdots)$を用いてよい．

(1)$f(a)$を求めよ．
(2)$a$が正の実数全体を動くとき，$f(a)$の最小値とそのときの$a$の値を求めよ．

$a>0$とし，関数
\[ f(x) = e^{-ax} \sin (\sqrt{3}ax) \]
は
\[ f^{\ \prime\prime}(x) + f^{\ \prime}(x) +f(x) = 0 \]
を満たすとする．

(1)$a$を求めよ．
(2)$x>0$において$f(x)$が極大となる$x$を小さい方から$x_1,\ x_2,\ x_3,\ \cdots$とする．$x_n$を求めよ．
(3)(2)で求めた$x_n$に対し，$\displaystyle \sum_{n=1}^\infty f(x_n)$を求めよ．

$x>0$に対し関数$f(x)$を
\[ f(x) = \int_0^x \frac{dt}{1+t^2} \]
と定め，$\displaystyle g(x) = f\left(\frac{1}{x}\right)$とおく．以下の問に答えよ．

(1)$\displaystyle \frac{d}{dx}f(x)$を求めよ．
(2)$\displaystyle \frac{d}{dx}g(x)$を求めよ．
(3)$\displaystyle f(x)+f\left(\frac{1}{x}\right)$を求めよ．

座標平面上の点$\mathrm{P}(x,\ y)$の座標の値$x$と$y$がともに整数であるとき，点$\mathrm{P}$を平面上の格子点と呼ぶ．このとき下記の設問に答えなさい．

(1)不等式$|x|+|y|<3$の表す領域$A$を図示しなさい．また，領域$A$内の格子点の個数を求めなさい．
(2)不等式$x^2+y \leqq 2$の表す領域$B$を図示しなさい．また，領域$B$内の格子点の個数を求めなさい．
(3)$2$つの不等式$x^2 \leqq a^2,\ y^2 \leqq a^2$の表す領域を$C$とする．領域$A$内の格子点全体から領域$B$内のすべての格子点を除いた集合を$D$とする．領域$C$と集合$D$との共通部分が空集合となる$a$の条件を求めなさい．

座標平面内の曲線$y=x^2$上の2点$\mathrm{P}_1(x_1,\ y_1)$と$\mathrm{P}_2(x_2,\ y_2)$を両端にもつ長さ$r>0$の線分$\mathrm{P}_1 \mathrm{P}_2$の中点を$\mathrm{C}(s,\ t)$とする．また$a=x_1-x_2,\ b=x_1+x_2$とおく．このとき下記の設問に答えなさい．

(1)$r^2$を$a$と$b$を用いて表しなさい．
(2)線分$\mathrm{P}_1 \mathrm{P}_2$の中点$\mathrm{C}$の$y$座標$t$を$b$と$r$を用いて表しなさい．
(3)$0<r<1$とする．このとき$t$は$b=0$のとき最小値$\displaystyle \frac{r^2}{4}$をとることを示しなさい．
(4)$r \geqq 1$の場合，$t$の最小値を$r$を用いて表しなさい．

座標平面上に，だ円$C:2x^2+y^2=1$と点P$(t,\ \sqrt{2}t) (t>0)$がある．点Pが$C$の外側にあるとして，Pから$C$へ接線を2本ひく．2つの接点を$\text{T}_1,\ \text{T}_2$とおき，$\theta = \angle \text{T}_1\text{PT}_2$とおく．次の問に答えよ．

(1)$\displaystyle t=\frac{1}{\sqrt{2}}$のとき，$\theta$を求めよ．
(2)2つの接線の傾きを$m_1,\ m_2$とするとき，$m_1+m_2,\ m_1m_2$を$t$で表せ．
(3)$\cos \theta$を$t$で表せ．

$a$を実数の定数とする．放物線$y=x^2-ax+a$が$x$軸の
\[ 1 \leqq x \leqq 2 \quad \text{または} \quad 3 \leqq x \leqq 4 \]
を満たす部分と$2$つの異なる共有点を持つための$a$の条件を求めよ．

さいころを$7$回投げ，$k$回目（$1 \leqq k \leqq 7$）に出る目を$X_k$とする．

(1)積$X_1X_2$が$18$以下である確率を求めよ．
(2)積$X_1X_2\cdots X_7$が偶数である確率を求めよ．
(3)積$X_1X_2\cdots X_7$が$4$の倍数である確率を求めよ．
(4)積$X_1X_2\cdots X_7$を$3$で割ったときの余りが$1$である確率を求めよ．

$p,\ q$を互いに素な$2$以上の整数，$m,\ n$は$m < n$なる正の整数とする．このとき，分母が$p^2q^2$で，分子が$p$でも$q$でも割り切れない分数のうち，$m$よりも大きく$n$よりも小さいものの総数を求めよ．