次の問いに答えよ．

(1)不等式$3^{x+1} \leqq 11+4 \times 3^{-x}$を解け．
(2)$n$を$2$以上の整数とする．$n$の$n$乗が$n$桁の数となるような$n$の値をすべて求めよ．ただし，$\log_{10}2=0.3010$，$\log_{10}3=0.4771$，$\log_{10}7=0.8451$とする．

$[　]$の中に答を入れよ．

(1)すべての実数$x$について，$2$次不等式$2x^2-6ax+3a>-4$が成り立つとき，$a$の値の範囲は$[ア]$である．また，$a>0$の範囲で，$2$次関数$y=2x^2-6ax+3a$の最小値が$-4$となるとき，その最小値をとる$x$の値は$[イ]$である．
(2)$\displaystyle \tan \theta+\frac{1}{\tan \theta}=4 (0<\theta<\frac{\pi}{2})$のとき，$\sin \theta \cos \theta=[ウ]$であり，$\sin^3 \theta+\cos^3 \theta=[エ]$である．
(3)実数$k$について，方程式$x^2+y^2-6kx+4(k+1)y+14k^2+7k+2=0$が半径$\sqrt{2}$以上の円を表すとき，$k$の値の範囲は$[オ]$である．また，その円が$y$軸に接するときの円の半径は$[カ]$である．
(4)$12^5$は$[キ]$桁の数であり，$12^n$が$12$桁の数になるときの整数$n$は$[ク]$である．ただし，$\log_{10}2=0.3010$，$\log_{10}3=0.4771$とする．
(5)展開図が円と半径$l$の扇形からなる直円錐を考える．$l$が一定のとき，この円錐の体積を最大にするような円錐の高さを，$l$で表すと$[ケ]$であり，扇形の中心角は$[コ]$度である．

$[　]$の中に答を入れよ．

(1)$1$より大きい実数$a$が$\displaystyle a^3+\frac{1}{a^3}=18$を満たすとき，$\displaystyle a+\frac {1}{a}$の値は$\displaystyle a+\frac {1}{a}=[ア]$であり，$\displaystyle a^2-\frac{1}{a^2}$の値は$\displaystyle a^2-\frac{1}{a^2}=[イ]$である．
(2)$0<\theta<\pi$とする．方程式$\sin \theta=\sin 2\theta$を解くと$\theta=[ウ]$であり，方程式$\sin \theta+\sin 2\theta=\sin 3\theta$を解くと$\theta=[エ]$である．
(3)$a>\sqrt{2}$のとき，$x$の不等式$\displaystyle \left( \frac{1}{a^2-1} \right)^x<a^4-2a^2+1$を解くと$[オ]$である．また，不等式$(y-1)(\log_23-\log_32^y)>0$を解くと$[カ]$である．
(4)実数$a$に対し，曲線$\displaystyle C:y=x^2+ax+\frac{3}{2}$と直線$\ell:y=2x+1$を考える．$C$と$\ell$が異なる$2$点で交わるとき，$a$のとりうる値の範囲は$[キ]$である．また，$0<x<1$において$C$と$\ell$が異なる$2$点で交わるとき，$a$のとりうる値の範囲は$[ク]$である．

以下の空欄にあてはまる数を入れよ．

(1)$\displaystyle \frac{1}{4-\sqrt{15}}$の整数部分を$a$，小数部分を$b$とする．このとき，$a=[1]$，$a^2-b(b+6)=[2]$である．
(2)不等式$2 |x-2|+|x-1|<3$の解は，$[3]<x<[4]$である．
(3)$x$の$3$次方程式$x^3+ax^2+bx-12=0$の$3$つの解が$-1,\ 3,\ c$であるとき，$a=[5]$，$b=[6]$，$c=[7]$である．
(4)$3$個のサイコロを同時に投げ，出た目のうち最も大きな目を$m$とする．このとき，$m=2$となる確率は$[8]$であり，$m=3$となる確率は$[9]$である．また$m \geqq 4$となる確率は$[10]$である．

$2$つの不等式
\[ \left\{ \begin{array}{ll}
3x^2-7x-6>0 & \cdots\cdots① \\
x^2-(a-1)x+2a-6<0 & \cdots\cdots②
\end{array} \right. \]
について考える．ただし，$②$において$a$は$a>5$を満たす実数とする．以下の各問に答えよ．

(1)不等式$①$を満たす$x$の範囲を求めよ．
(2)不等式$①,\ ②$を同時に満たす$x$の値が存在するような$a$の値の範囲を求めよ．

次の各問に答えよ．

(1)双曲線$\displaystyle H:\frac{x^2}{16}-\frac{y^2}{9}=1$について，次の問に答えよ．

(i) 双曲線$H$の焦点の座標を求めよ．
(ii) 双曲線$H$について正の傾きをもつ漸近線の方程式を求めよ．
(iii) $(ⅱ)$で求めた漸近線と直交する直線が$H$と接するとき，その接点の座標を求めよ．

(2)不等式$9a>b,\ \log_ab>\log_ba^4+3$をすべて満たす整数$a,\ b$の値を求めよ．
(3)直線$x-y+2=0$を$\ell$とし，直線$x+y-3=0$を$m$とする．$1$次変換$f$によって，直線$\ell$は$m$に移り，また直線$m$は$\ell$に移る．このとき，次の問に答えよ．

(i) $1$次変換$f$を表す行列$A$を求めよ．
(ii) $A^{2013}$を求めよ．

$x$に関する方程式$3 \log_x 5+2 \log_5 x=7$を解くと$x=[　]$である．また，すべての実数$x$に対して，不等式$x^2 \log_23+2x \log_2a+\log_23 \geqq x^2+2x+1$が成立するとき，$a$のとりうる値の範囲は$[　]$である．

以下の問に答えよ．

(1)不等式$x^2-2x-30<0$を満たす整数$x$は，全部で$[アイ]$個ある．
(2)有理数$m$と$n$について，$\displaystyle (2 \sqrt{2}+3)m+(5 \sqrt{2}-1)n=\frac{1}{3 \sqrt{2}-2}$が成立するとき，$\displaystyle m=\frac{[ウエ]}{[オカキ]}$，$\displaystyle n=\frac{[ク]}{[オカキ]}$である．
(3)$2$乗して$7+24i$となる複素数は，$\pm ([ケ]+[コ]i)$である．

以下の$[　]$にあてはまる式または数値を入れよ．

(1)多項式$2x^3-3x^2+2x-8$を$2x^2-1$で割った余りは$[　]$である．
(2)不等式$\displaystyle \sqrt{2x-1}<\frac{1}{2}(x+1)$を満たす$x$の値の範囲は$[　]$である．
(3)$\displaystyle a_1=1,\ \frac{1}{a_{n+1}}=\frac{1}{a_n}+1 (n=1,\ 2,\ 3,\ \cdots)$で定義される数列$\{a_n\}$の一般項は$[　]$である．
(4)不等式$\displaystyle \left( \frac{1}{2} \right)^{2x}>\frac{1}{2} \left( \frac{1}{16} \right)^{x}$を満たす$x$の値の範囲は$[　]$である．

(5)$\left( \begin{array}{cc}
2 & 1 \\
4 & 2
\end{array} \right) \left( \begin{array}{rr}
a & 3 \\
-2 & b
\end{array} \right)=O$が成り立つとき，$a,\ b$の値は$(a,\ b)=[　]$である．ただし，$O$は$2$次の零行列である．

以下の$[　]$にあてはまる式または数値を入れよ．

(1)$2x^2+5xy-3y^2-3x+5y-2$を因数分解すると$[ア]$であり， \\
$a(b^2-c^2)+b(c^2-a^2)+c(a^2-b^2)$を因数分解すると$[イ]$である．
(2)$1$から$100$までの整数のうち，$2$の倍数全体の集合を$A$，$3$の倍数全体の集合を$B$，$5$の倍数全体の集合を$C$とする．$A \cup B$の要素の個数は$[ウ]$であり，$(A \cup B) \cap C$の要素の個数は$[エ]$である．
(3)不等式$3^{2x+1}+2 \cdot 3^x>1$を満たす$x$の値の範囲は$[オ]$である．
(4)三角形$\mathrm{ABC}$において，辺$\mathrm{BC}$を$2:3$の比に内分する点を$\mathrm{P}$，辺$\mathrm{CA}$を$4:5$の比に内分する点を$\mathrm{Q}$，辺$\mathrm{AB}$を$[カ]$の比に内分する点を$\mathrm{R}$とするとき，$3$直線$\mathrm{AP}$，$\mathrm{BQ}$，$\mathrm{CR}$は$1$点で交わる．