関数$\displaystyle f(x)=\sin x+\cos x (-\frac{\pi}{2} \leqq x \leqq \pi)$について，曲線$C:y=f(x)$と$y$軸との交点を$\mathrm{A}$とする．

(1)曲線$C$と$x$軸との交点の座標をすべて求めよ．
(2)導関数$f^\prime(x)$を求めよ．また，曲線$C$上の点$\mathrm{A}$における接線$\ell$の方程式を求めよ．
(3)曲線$C$と接線$\ell$，および直線$\displaystyle x=-\frac{\pi}{4}$で囲まれた図形の面積を求めよ．

$2$つの関数$f(x),\ g(x)$を
\[ f(x)=\frac{1}{1+e^x},\quad g(x)=\frac{e^x}{(1+e^x)^2} \]
とする．

(1)導関数$f^\prime(x)$を求めよ．
(2)すべての$x$について$g(-x)=g(x)$が成り立つことを示せ．
(3)$a$を正の定数とする．このとき，次の$2$つの定積分を求めよ．
\[ \int_{-a}^a xg(x) \, dx,\quad \int_{-a}^a |x| g(x) \, dx \]

次の$[　]$に適切な答えを入れよ．

(1)$f(x)$は$x$の$n$次の多項式で，$f^\prime(x) f^{\prime\prime}(x)=f(x)$および$\displaystyle f^{\prime\prime}(0)=\frac{1}{2}$を満たすとする．このとき$n=[ア]$であり，$f(0)=[イ]$である．
(2)さいころを$3$回投げ，出た目の最大値を$X$とする．このとき，$X=3$となる確率は$[ウ]$であり，$X$の平均は$[エ]$である．

関数$f(x)$を$f(x)=-x^3-3x^2+a$とし，$y=f(x)$で表されるグラフを$C$とする．$C$が極小となる点で$x$軸と接するとき，以下の問に答えよ．

(1)$f(x)$の導関数$f^\prime(x)$を求め，$f(x)$の極小値と極大値および$a$の値を求めよ．
(2)$C$と$x$軸の共有点のうち，$C$が極小とならない座標を求め，その点における$C$の接線$\ell$の方程式を求めよ．
(3)$y=3x^2-3$で表されるグラフを$D$とし，$D$と(2)で求めた$\ell$で囲まれる部分を$E$とする．$E$を$y$軸で$2$分割し，$x \geqq 0$の部分の面積と$x \leqq 0$の部分の面積を求めよ．

条件
\[ \begin{array}{l}
f_1(x)=x^3-2x^2+1 \\
f_n(x)=xf_{n-1}^{\prime}(x)+f_{n-1}(x) \quad (n=2,\ 3,\ 4,\ \cdots)
\end{array} \]
によって定まる整式$f_n(x)$を求めよ．ただし，$f_{n-1}^{\prime}(x)$は$f_{n-1}(x)$の導関数である．

次の問に答えよ．

(1)$3$個のさいころを同時に投げるとき，次の確率を求めよ．

(i) すべて異なる目が出る確率
(ii) 出た目の最小値が$3$以上になる確率
(iii) 出た目の最小値が$3$である確率

(2)次の問に答えよ．

(i) $(x+y)^4$を展開せよ．
(ii) 導関数の定義にしたがって，関数$f(x)=x^4$の導関数を求めよ．

関数$\displaystyle f(x)=\frac{1}{3}x^3-(2a-1)x^2+3a(a-2)x-a(a-10)$を考える．ただし，$a$は正の実数とする．

(1)不等式$f(0)>0$が成り立つような定数$a$の値の範囲を求めよ．また，$f(x)$の導関数$f^\prime(x)$を求めよ．
(2)関数$f(x)$の極小値を$a$を用いて表せ．
(3)方程式$f(x)=0$が$2$つの異なる正の解と$1$つの負の解をもつような定数$a$の値の範囲を求めよ．

$2$次関数$f(x)$があり，$f(0)=24$である．また，その導関数を$f^\prime(x)=ax-b$とおく．ただし，$a,\ b$はともに定数であり，$a>0$とする．このとき，

(1)$a=[][],\ b=[][]$ならば，$f(1)=f(3)=0$である．
(2)$a=[][],\ b=[][]$ならば，$x=2.5$のとき$f(x)$が極小となり，その極小値は$-1$である．
(3)$f^\prime(1.5)=25$ならば，$f(3)=[][]$である．

次の問に答えよ．

(1)$\displaystyle f(x)=1+x+\frac{x^2}{2!}+\frac{x^3}{3!}+\cdots +\frac{x^{100}}{100!}$とおく．$f^\prime(x)$を$f(x)$の導関数とするとき，$99!(f(1)-f^\prime(1))$を求めよ．
(2)放物線$y=2-x^2$と$x$軸で囲まれた図形を，$x$軸のまわりに$1$回転してできる回転体の体積を求めよ．
(3)定積分$\displaystyle \int_0^{\sqrt{3}} (x+x^3)\sqrt{1+x^2} \, dx$の値を求めよ．

$\log$は自然対数とし，関数$f(x)$を$f(x)=\log (2+\cos x) (-\pi \leqq x \leqq \pi)$とおく．次の問に答えよ．

(1)関数$y=2+\cos x$と$y=\log x$を微分せよ．
(2)関数$f(x)$の導関数$f^\prime(x)$を求めよ．
(3)関数$y=f(x)$の増減，極値を調べて，そのグラフをかけ．