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国立 大阪教育大学 2016年 第4問$n$を$2$以上の自然数とする．
(1)方程式$z^n=1$をみたす複素数$z$をすべて求めよ．
(2)$c_0,\ c_1,\ \cdots,\ c_n$を実数かつ$c_0 \neq 0$とする．方程式
\[ c_0z^n+c_1z^{n-1}+\cdots+c_n=0 \]
のすべての解を$\alpha_1,\ \alpha_2,\ \cdots,\ \alpha_n$とするとき，$\alpha_1+\alpha_2+\cdots +\alpha_n$を$c_0,\ c_1,\ \cdots,\ c_n$を用いて表せ．
(3)$\displaystyle \sum_{k=1}^{n-1} \cos \frac{2k\pi}{n}$を求めよ．
(1)方程式$z^n=1$をみたす複素数$z$をすべて求めよ．
(2)$c_0,\ c_1,\ \cdots,\ c_n$を実数かつ$c_0 \neq 0$とする．方程式
\[ c_0z^n+c_1z^{n-1}+\cdots+c_n=0 \]
のすべての解を$\alpha_1,\ \alpha_2,\ \cdots,\ \alpha_n$とするとき，$\alpha_1+\alpha_2+\cdots +\alpha_n$を$c_0,\ c_1,\ \cdots,\ c_n$を用いて表せ．
(3)$\displaystyle \sum_{k=1}^{n-1} \cos \frac{2k\pi}{n}$を求めよ．
国立 山形大学 2016年 第2問次の問いに答えよ．
(1)次の定積分を求めよ．
\[ \int_{\frac{\pi}{4}}^{\frac{3\pi}{4}} \frac{1}{\sin x} \, dx \]
(2)次の定積分を求めよ．
\[ \int_{\frac{\pi}{4}}^{\frac{3\pi}{4}} \frac{x-\displaystyle\frac{\pi}{2}}{\sin x} \, dx \]
(3)$(1),\ (2)$の結果を用いて次の定積分を求めよ．
\[ \int_{\frac{\pi}{4}}^{\frac{3\pi}{4}} \frac{x}{\sin x} \, dx \]
(4)次の定積分を求めよ．
\[ \int_{\frac{1}{e}}^1 \left( 1+\frac{1}{x} \right) \log x \, dx \]
(5)次の等式を満たす関数$f(x)$を求めよ．
\[ f(x)=\sin^2 x+2 \int_0^{\frac{\pi}{2}} f(t) \cos t \, dt \]
(1)次の定積分を求めよ．
\[ \int_{\frac{\pi}{4}}^{\frac{3\pi}{4}} \frac{1}{\sin x} \, dx \]
(2)次の定積分を求めよ．
\[ \int_{\frac{\pi}{4}}^{\frac{3\pi}{4}} \frac{x-\displaystyle\frac{\pi}{2}}{\sin x} \, dx \]
(3)$(1),\ (2)$の結果を用いて次の定積分を求めよ．
\[ \int_{\frac{\pi}{4}}^{\frac{3\pi}{4}} \frac{x}{\sin x} \, dx \]
(4)次の定積分を求めよ．
\[ \int_{\frac{1}{e}}^1 \left( 1+\frac{1}{x} \right) \log x \, dx \]
(5)次の等式を満たす関数$f(x)$を求めよ．
\[ f(x)=\sin^2 x+2 \int_0^{\frac{\pi}{2}} f(t) \cos t \, dt \]
国立 滋賀大学 2016年 第2問数列
\[ \frac{1}{1},\ \frac{1}{2},\ \frac{2}{2},\ \frac{1}{3},\ \frac{2}{3},\ \frac{3}{3},\ \cdots,\ \frac{1}{n},\ \frac{2}{n},\ \cdots,\ \frac{n-1}{n},\ \frac{n}{n},\ \cdots \]
を次のような群に分ける．
$\displaystyle \frac{1}{1} \;\bigg|\; \frac{1}{2},\ \frac{2}{2} \;\bigg|\; \frac{1}{3},\ \frac{2}{3},\ \frac{3}{3} \;\bigg|\; \cdots \;\bigg|\; \frac{1}{n},\ \frac{2}{n},\ \cdots,\ \frac{n-1}{n},\ \frac{n}{n} \;\bigg|\; \cdots$
\hspace{-2mm}{\scriptsize 第$1$群 \quad\; 第$2$群 \qquad\qquad 第$3$群 \hspace{32mm} 第$n$群}
このとき，次の問いに答えよ．
(1)第$28$群に入るすべての項の和を求めよ．
(2)第$n$群の最初の数が第何項かを求めよ．
(3)第$2016$項を求めよ．
\[ \frac{1}{1},\ \frac{1}{2},\ \frac{2}{2},\ \frac{1}{3},\ \frac{2}{3},\ \frac{3}{3},\ \cdots,\ \frac{1}{n},\ \frac{2}{n},\ \cdots,\ \frac{n-1}{n},\ \frac{n}{n},\ \cdots \]
を次のような群に分ける．
$\displaystyle \frac{1}{1} \;\bigg|\; \frac{1}{2},\ \frac{2}{2} \;\bigg|\; \frac{1}{3},\ \frac{2}{3},\ \frac{3}{3} \;\bigg|\; \cdots \;\bigg|\; \frac{1}{n},\ \frac{2}{n},\ \cdots,\ \frac{n-1}{n},\ \frac{n}{n} \;\bigg|\; \cdots$
\hspace{-2mm}{\scriptsize 第$1$群 \quad\; 第$2$群 \qquad\qquad 第$3$群 \hspace{32mm} 第$n$群}
このとき，次の問いに答えよ．
(1)第$28$群に入るすべての項の和を求めよ．
(2)第$n$群の最初の数が第何項かを求めよ．
(3)第$2016$項を求めよ．
国立 九州工業大学 2016年 第3問複素数$z_n$を
\[ z_0=0,\quad z_1=1,\quad z_{n+2}=z_{n+1}+\alpha (z_{n+1}-z_n) \quad (n=0,\ 1,\ 2,\ \cdots) \]
により定める．ただし，$i$を虚数単位とし，$\displaystyle \alpha=\frac{1}{2} \left( \cos \frac{\pi}{3}+i \sin \frac{\pi}{3} \right)$とする．また，複素数平面上で複素数$z_n$を表す点を$\mathrm{P}_n$とする．以下の問いに答えよ．
(1)$z_2,\ z_3,\ z_4$を求めよ．
(2)点$\mathrm{P}_0$，$\mathrm{P}_1$，$\mathrm{P}_2$，$\mathrm{P}_3$，$\mathrm{P}_4$を図示せよ．また，線分$\mathrm{P}_0 \mathrm{P}_1$，$\mathrm{P}_1 \mathrm{P}_2$，$\mathrm{P}_2 \mathrm{P}_3$，$\mathrm{P}_3 \mathrm{P}_4$の長さ，および$\angle \mathrm{P}_2 \mathrm{P}_1 \mathrm{P}_0$，$\angle \mathrm{P}_3 \mathrm{P}_2 \mathrm{P}_1$，$\angle \mathrm{P}_4 \mathrm{P}_3 \mathrm{P}_2$の値も図中に示せ．
(3)$z_{n+1}-z_n (n=1,\ 2,\ 3,\ \cdots)$を$\alpha$と$n$を用いて表せ．
(4)$z_n$の実部，虚部をそれぞれ$x_n,\ y_n$とする．このとき，$x_n,\ y_n$をそれぞれ$n$を用いて表せ．
(5)$(4)$で求めた$x_n,\ y_n$について，$\displaystyle \lim_{n \to \infty}x_n,\ \lim_{n \to \infty}y_n$をそれぞれ求めよ．
\[ z_0=0,\quad z_1=1,\quad z_{n+2}=z_{n+1}+\alpha (z_{n+1}-z_n) \quad (n=0,\ 1,\ 2,\ \cdots) \]
により定める．ただし，$i$を虚数単位とし，$\displaystyle \alpha=\frac{1}{2} \left( \cos \frac{\pi}{3}+i \sin \frac{\pi}{3} \right)$とする．また，複素数平面上で複素数$z_n$を表す点を$\mathrm{P}_n$とする．以下の問いに答えよ．
(1)$z_2,\ z_3,\ z_4$を求めよ．
(2)点$\mathrm{P}_0$，$\mathrm{P}_1$，$\mathrm{P}_2$，$\mathrm{P}_3$，$\mathrm{P}_4$を図示せよ．また，線分$\mathrm{P}_0 \mathrm{P}_1$，$\mathrm{P}_1 \mathrm{P}_2$，$\mathrm{P}_2 \mathrm{P}_3$，$\mathrm{P}_3 \mathrm{P}_4$の長さ，および$\angle \mathrm{P}_2 \mathrm{P}_1 \mathrm{P}_0$，$\angle \mathrm{P}_3 \mathrm{P}_2 \mathrm{P}_1$，$\angle \mathrm{P}_4 \mathrm{P}_3 \mathrm{P}_2$の値も図中に示せ．
(3)$z_{n+1}-z_n (n=1,\ 2,\ 3,\ \cdots)$を$\alpha$と$n$を用いて表せ．
(4)$z_n$の実部，虚部をそれぞれ$x_n,\ y_n$とする．このとき，$x_n,\ y_n$をそれぞれ$n$を用いて表せ．
(5)$(4)$で求めた$x_n,\ y_n$について，$\displaystyle \lim_{n \to \infty}x_n,\ \lim_{n \to \infty}y_n$をそれぞれ求めよ．
国立 山形大学 2016年 第1問$xy$平面上に点$\mathrm{A}(0,\ \sqrt{2})$，点$\mathrm{B}(0,\ -\sqrt{2})$がある．点$\mathrm{P}$は
\[ \mathrm{PB}=\mathrm{PA}+2 \]
を満たすように$xy$平面上を動き，軌跡$C$をえがく．以下の問いに答えよ．
(1)軌跡$C$の方程式を求め，点$\mathrm{P}$の$y$座標のとりうる範囲を示せ．
(2)軌跡$C$の方程式について，導関数$\displaystyle \frac{dy}{dx}$を求めよ．
$a$を実数とする．曲線$x^2+(y-a)^2=9$と軌跡$C$との共有点について，以下の問いに答えよ．
\mon[$(3)$] $a=4$のとき，共有点の個数を求めよ．
\mon[$(4)$] $a$の値によって共有点の個数がどのように変わるか調べよ．
\[ \mathrm{PB}=\mathrm{PA}+2 \]
を満たすように$xy$平面上を動き，軌跡$C$をえがく．以下の問いに答えよ．
(1)軌跡$C$の方程式を求め，点$\mathrm{P}$の$y$座標のとりうる範囲を示せ．
(2)軌跡$C$の方程式について，導関数$\displaystyle \frac{dy}{dx}$を求めよ．
$a$を実数とする．曲線$x^2+(y-a)^2=9$と軌跡$C$との共有点について，以下の問いに答えよ．
\mon[$(3)$] $a=4$のとき，共有点の個数を求めよ．
\mon[$(4)$] $a$の値によって共有点の個数がどのように変わるか調べよ．
国立 山形大学 2016年 第1問$\mathrm{A}$，$\mathrm{B}$の$2$チームが試合をくり返し行い，先に$3$勝したチームを優勝とする．$1$回の試合で$\mathrm{A}$チームが勝つ確率は$\displaystyle \frac{2}{3}$，$\mathrm{B}$チームが勝つ確率は$\displaystyle \frac{1}{3}$で，引き分けはないものとする．このとき，次の問に答えよ．
(1)優勝が決まるまでに$\mathrm{B}$チームが少なくとも$1$勝する確率を求めよ．
(2)$3$試合目または$4$試合目で優勝が決まる確率を求めよ．
(3)$1$試合目で$\mathrm{A}$チームが勝ち，$\mathrm{A}$チームが優勝する確率を求めよ．
(1)優勝が決まるまでに$\mathrm{B}$チームが少なくとも$1$勝する確率を求めよ．
(2)$3$試合目または$4$試合目で優勝が決まる確率を求めよ．
(3)$1$試合目で$\mathrm{A}$チームが勝ち，$\mathrm{A}$チームが優勝する確率を求めよ．
国立 山形大学 2016年 第1問$\mathrm{A}$，$\mathrm{B}$の$2$チームが試合をくり返し行い，先に$3$勝したチームを優勝とする．$1$回の試合で$\mathrm{A}$チームが勝つ確率は$\displaystyle \frac{2}{3}$，$\mathrm{B}$チームが勝つ確率は$\displaystyle \frac{1}{3}$で，引き分けはないものとする．このとき，次の問に答えよ．
(1)優勝が決まるまでに$\mathrm{B}$チームが少なくとも$1$勝する確率を求めよ．
(2)$3$試合目または$4$試合目で優勝が決まる確率を求めよ．
(3)$1$試合目で$\mathrm{A}$チームが勝ち，$\mathrm{A}$チームが優勝する確率を求めよ．
(1)優勝が決まるまでに$\mathrm{B}$チームが少なくとも$1$勝する確率を求めよ．
(2)$3$試合目または$4$試合目で優勝が決まる確率を求めよ．
(3)$1$試合目で$\mathrm{A}$チームが勝ち，$\mathrm{A}$チームが優勝する確率を求めよ．
国立 山形大学 2016年 第3問数列$\{a_n\}$が
\[ a_1=-1,\quad a_{n+1}=2a_n+3n-3 \quad (n=1,\ 2,\ 3,\ \cdots) \]
で定められているとき，次の問に答えよ．
(1)$b_n=a_n+3n (n=1,\ 2,\ 3,\ \cdots)$とする．このとき，$b_{n+1}$と$b_n$の関係式を求めよ．
(2)数列$\{a_n\}$の一般項を求めよ．
(3)すべての自然数$n$に対し，$a_n \neq 0$であることを示せ．
(4)次の式で定められる数列$\{c_n\}$の一般項を求めよ．
\[ c_1=8,\quad c_{n+1}=\frac{c_n}{nc_n+1} \quad (n=1,\ 2,\ 3,\ \cdots) \]
(5)次の式で定められる数列$\{d_n\}$の一般項を求めよ．
\[ d_1=-8,\quad d_{n+1}=\frac{a_{n+1}d_n}{nd_n+a_n} \quad (n=1,\ 2,\ 3,\ \cdots) \]
\[ a_1=-1,\quad a_{n+1}=2a_n+3n-3 \quad (n=1,\ 2,\ 3,\ \cdots) \]
で定められているとき，次の問に答えよ．
(1)$b_n=a_n+3n (n=1,\ 2,\ 3,\ \cdots)$とする．このとき，$b_{n+1}$と$b_n$の関係式を求めよ．
(2)数列$\{a_n\}$の一般項を求めよ．
(3)すべての自然数$n$に対し，$a_n \neq 0$であることを示せ．
(4)次の式で定められる数列$\{c_n\}$の一般項を求めよ．
\[ c_1=8,\quad c_{n+1}=\frac{c_n}{nc_n+1} \quad (n=1,\ 2,\ 3,\ \cdots) \]
(5)次の式で定められる数列$\{d_n\}$の一般項を求めよ．
\[ d_1=-8,\quad d_{n+1}=\frac{a_{n+1}d_n}{nd_n+a_n} \quad (n=1,\ 2,\ 3,\ \cdots) \]
国立 山形大学 2016年 第4問$n$を自然数とし，$t>0$とする．曲線$y=x^ne^{-nx}$と$x$軸および$2$直線$x=t$，$x=2t$で囲まれた図形の面積を$S_n(t)$とする．このとき，次の問に答えよ．
(1)関数$f(x)=xe^{-x}$の極値を求めよ．
(2)$S_1(t)$を$t$を用いて表せ．
(3)関数$S_1(t) (t>0)$の最大値を求めよ．
(4)$\displaystyle \frac{d}{dt}S_n(t)$を求めよ．
(5)関数$S_n(t) (t>0)$が最大値をとるときの$t$の値$t_n$と極限値$\displaystyle \lim_{n \to \infty}t_n$を求めよ．
(1)関数$f(x)=xe^{-x}$の極値を求めよ．
(2)$S_1(t)$を$t$を用いて表せ．
(3)関数$S_1(t) (t>0)$の最大値を求めよ．
(4)$\displaystyle \frac{d}{dt}S_n(t)$を求めよ．
(5)関数$S_n(t) (t>0)$が最大値をとるときの$t$の値$t_n$と極限値$\displaystyle \lim_{n \to \infty}t_n$を求めよ．
国立 山形大学 2016年 第1問$\mathrm{A}$，$\mathrm{B}$の$2$チームが試合をくり返し行い，先に$3$勝したチームを優勝とする．$1$回の試合で$\mathrm{A}$チームが勝つ確率は$\displaystyle \frac{2}{3}$，$\mathrm{B}$チームが勝つ確率は$\displaystyle \frac{1}{3}$で，引き分けはないものとする．このとき，次の問に答えよ．
(1)優勝が決まるまでに$\mathrm{B}$チームが少なくとも$1$勝する確率を求めよ．
(2)$3$試合目または$4$試合目で優勝が決まる確率を求めよ．
(3)$1$試合目で$\mathrm{A}$チームが勝ち，$\mathrm{A}$チームが優勝する確率を求めよ．
(1)優勝が決まるまでに$\mathrm{B}$チームが少なくとも$1$勝する確率を求めよ．
(2)$3$試合目または$4$試合目で優勝が決まる確率を求めよ．
(3)$1$試合目で$\mathrm{A}$チームが勝ち，$\mathrm{A}$チームが優勝する確率を求めよ．