自然数$n$に対し，次の問いに答えよ．ただし，$\log_{10}2=0.3010$，$\log_{10}3=0.4771$とする．

(1)$9^n$が$n$桁の整数となる最大の$n$を求めよ．
(2)${1.2}^n \geqq 10000$を満たす最小の$n$を求めよ．

次の各問に答えよ．

(1)$x$の関数$f(x),\ g(x)$をそれぞれ$f(x)=-x^2+2x+2$，$g(x)=x^2+2x+a$とする．ただし，$a$は定数とする．
$(1$-$1)$ $g(x)<f(x)$を満たす実数$x$が区間$-2 \leqq x \leqq 2$に存在するような，定数$a$の値の範囲を求めよ．
$(1$-$2)$ $g(x_1)<f(x_2)$を満たす実数$x_1$および$x_2$が区間$-2 \leqq x \leqq 2$に存在するような，定数$a$の値の範囲を求めよ．
(2)白球$4$個と黒球$n$個が入った袋から同時に$2$個の球を取り出すとき，$2$個の球が同色である確率を$p_n$とする．ただし，球はすべて同じ確率で取り出されるものとする．
$(2$-$1)$ $n=3$のとき，$p_n$の値を求めよ．
$(2$-$2)$ $n \geqq 2$とする．このとき，$\displaystyle p_n \geqq \frac{1}{2}$となる整数$n$の最小値を求めよ．
(3)$0 \leqq x<2\pi$のとき，不等式$\sin x+\sqrt{3} \cos x \geqq \sqrt{2}$を解け．
(4)$\log_{10}2=0.3010,\ \log_{10}3=0.4771$とする．$6^{100}$の桁数を求めよ．

正の整数$a,\ b$の組$(a,\ b)$の全体を
\[ (1,\ 1),\ (1,\ 2),\ (2,\ 1),\ (1,\ 3),\ \cdots \]
のように$1$列に並べる．ここで，$2$つの組$(a_i,\ b_i) (i=1,\ 2)$について，$a_1+b_1<a_2+b_2$ならば$(a_1,\ b_1)$の方を先に並べ，また，$a_1+b_1=a_2+b_2$ならば，$a_1<a_2$のとき$(a_1,\ b_1)$の方を先に並べるものとする．次の各問に答えよ．なお，必要ならば公式
\[ \sum_{k=1}^n k^3=\left\{ \frac{1}{2}n(n+1) \right\}^2 \]
を使ってよい．

(1)組$(5,\ 5)$は初めから何番目にあるか．
(2)$m,\ n$を正の整数とする．組$(m,\ n)$は初めから何番目にあるか．
(3)初めから$200$番目にある組を求めよ．
(4)初めから$n$番目の組が$(a,\ b)$であるとき，$c_n=ab$とおく．和$c_1+\cdots +c_{200}$を求めよ．

次の問に答えよ．

(1)$\triangle \mathrm{ABC}$において，$\mathrm{AB}=1$，$\mathrm{AC}=3$，$\angle \mathrm{A}=\theta$とする．このとき，$\triangle \mathrm{ABC}$の外接円の半径$R$を$\theta$を用いて表せ．
(2)$a,\ b$を$a^2+b^2=1$を満たす実数とするとき，$a+2b$の最大値を求めよ．
(3)$2$次方程式$x^2+ax+24-a=0$が異なる$2$つの整数解をもつとする．実数$a$をすべて求めよ．

曲線$y=\sin x (0 \leqq x \leqq 2\pi)$を$F$，曲線$\displaystyle y=\frac{1}{\sqrt{3}} \sin 2x (0 \leqq x \leqq 2\pi)$を$G$とする．

(1)$F$と$G$の交点の座標をすべて求めよ．
(2)$xy$平面上に$F$と$G$を図示せよ．$(1)$で求めた交点の座標に加え，軸との交点の座標もかくこと．
(3)$F$と$G$で囲まれた部分（境界線を含む）に含まれる点のうち，$x$と$y$がともに整数となる点の座標をすべて求めよ．

次の設問に答えよ．

(1)$|3-x|<9$を解きなさい．
(2)周の長さが$20 \, \mathrm{cm}$の長方形の面積が$16 \, \mathrm{cm}^2$より小さくなるときの$1$辺の長さの範囲を求めよ．
(3)フルマラソン（$42.195 \, \mathrm{km}$）を$4$時間$10$分で完走した場合，分速は何$\mathrm{m}$か求めよ．
(4)$0$～$5$までの数字が書かれたカードを$3$枚引いて$3$桁の整数を作りたい．整数はいくつできるか求めよ．ただし，カードは$1$枚ずつ$3$回引いて，一度引いたらもとに戻さない．

$500$から$1000$までの整数を全体集合とするとき，次の設問に答えよ．

(1)$2$の倍数となる整数の集合に含まれる要素の個数を求めよ．
(2)$5$の倍数となる整数の集合に含まれる要素の個数を求めよ．
(3)$2$の倍数または$5$の倍数である整数の集合に含まれる要素の個数を求めよ．
(4)$2$の倍数でなく$5$の倍数でもない整数の集合に含まれる要素の個数を求めよ．

次の設問に答えよ．

(1)数字$1$～$5$を書いたカードが$1$枚ずつある．この中から$3$枚取って並べ，$3$ケタの整数を作るとき，整数はいくつできるか．
(2)男子$5$人，女子$4$人の中から$3$人の代表を選ぶとき，少なくとも女子$1$人を含む選び方は何通りあるか．
(3)学生$60$人のうち女子が$25 \, \%$である．女子が$30 \, \%$になるためには，男子を何人減らすべきか．
(4)$100$人が$100$個のパンを食べるが，大人は$1$人$3$個，子供は$3$人$1$個であった．大人，子供はそれぞれ何人か．

次の空所を埋めよ．

(1)$2$次方程式$x^2-x+k=0$が異なる$2$つの正の実数$m$と$m^2$を解にもつとき，実数$m,\ k$の値は，$m=[ア]$，$k=[イ]$である．
(2)$f(x)=2 \sin x \cos x+\sqrt{3} \cos 2x$とする．このとき，$\displaystyle f(x)=2 \sin \left( 2x+[ウ] \right)$である．ただし，$0 \leqq [ウ]<2\pi$とする．また，$\displaystyle 0 \leqq x \leqq \frac{\pi}{2}$のとき，$f(x)$の最小値$m$は，$m=[エ]$である．
(3)$3^a=2,\ 8^b=9$のとき，$a=[オ]$であり，積$ab$の値を対数を用いずに表すと，$ab=[カ]$である．
(4)$\fbox{$1$}$，$\fbox{$1$}$，$\fbox{$2$}$，$\fbox{$3$}$の$4$枚のカードのうち，$3$枚を並べて$3$桁の整数をつくるとき，つくられる整数は全部で$[キ]$個ある．また，$\fbox{$0$}$，$\fbox{$1$}$，$\fbox{$1$}$，$\fbox{$2$}$，$\fbox{$3$}$の$5$枚のカードのうち，$4$枚を並べて$4$桁の整数をつくるとき，つくられる整数は全部で$[ク]$個ある．

次の方程式を満たす整数$x,\ y$を求めよ．

(1)$4x^2-y^2=12$
(2)$2x^2-7xy+3y^2-x+8y-10=0$