$y=x+\sqrt{x^2+5}$のとき，$x$を$y$で表した式を$x=f(y)$とする．

(1)$f(y)$を求めよ．

(2)定積分$\displaystyle \int_{\sqrt{5}}^5 f(y) \, dy$の値を求めよ．

(3)曲線$y=x+\sqrt{x^2+5}$，$x$軸，$y$軸および直線$x=2$で囲まれる部分の面積を求めよ．

$\triangle \mathrm{ABC}$において，$\displaystyle \cos A=\frac{2}{3}$，$\mathrm{BC}=10$とする．

(1)$\triangle \mathrm{ABC}$の外接円の半径を求めよ．
(2)$\angle \mathrm{BAC}$の$2$等分線と$\triangle \mathrm{ABC}$の外接円の交点のうち$\mathrm{A}$と異なる方を$\mathrm{D}$とする．$\mathrm{BD}$を求めよ．
(3)$\mathrm{AB}=3 \sqrt{2}$のとき，$\mathrm{AD}$を求めよ．

行列$A=\left( \begin{array}{cc}
\displaystyle\frac{1}{3} & 7 \\
0 & 3
\end{array} \right)$に対し，
\[ A^n=\left( \begin{array}{cc}
a_n & b_n \\
c_n & d_n
\end{array} \right),\quad A^n \left( \begin{array}{c}
2 \\
5
\end{array} \right)=\left( \begin{array}{c}
p_n \\
q_n
\end{array} \right) \quad (n=1,\ 2,\ 3,\ \cdots) \]
とおく．以下の問に答えよ．

(1)$b_{n+1}=b_1a_n+d_1b_n,\ b_{n+1}=a_1b_n+b_1d_n (n=1,\ 2,\ 3,\ \cdots)$が成り立つことを示せ．
(2)$A^n (n=1,\ 2,\ 3,\ \cdots)$を求めよ．
(3)極限$\displaystyle \lim_{n \to \infty} \frac{p_n}{\sqrt{{p_n}^2+{q_n}^2}}$の値を求めよ．

次の計算をしなさい．
\[ \int_0^1 \log (\sqrt{x}+1) \, dx=[$19$],\quad \int_0^1 \left\{ \sqrt{2x-x^2}+\sin \left( x-\frac{1}{2} \right) \right\} \, dx=[$20$] \]

次の問いに答えよ．

(1)$3x(3x+1)=6 \times 7$であるとき，$x$の値を求めよ．
(2)$\displaystyle \frac{1}{\sqrt{3}-2}-\frac{2}{\sqrt{3}+2}$を計算せよ．
(3)$3 \, \%$の食塩水$100 \, \mathrm{g}$を$2 \, \%$の食塩水にするには，水を何$\mathrm{g}$加えれば良いか答えよ．
(4)次の連立方程式を解け．
\[ \left\{ \begin{array}{l}
x+2y=4 \\
x^2+xy+y^2=7
\end{array} \right. \]

次の問いに答えよ．

(1)$3x(3x+1)=6 \times 7$であるとき，$x$の値を求めよ．
(2)$\displaystyle \frac{1}{\sqrt{3}-2}-\frac{2}{\sqrt{3}+2}$を計算せよ．
(3)$3 \, \%$の食塩水$100 \, \mathrm{g}$を$2 \, \%$の食塩水にするには，水を何$\mathrm{g}$加えれば良いか答えよ．
(4)方程式$4 \cos^2 \theta+4 \sin \theta-5=0$を解け．ただし，$0^\circ \leqq \theta \leqq {90}^\circ$とする．
(5)方程式$(\log_2 x)^2-2 \log_4 x^5+6=0$を解け．

次の問いに答えよ．

(1)$(xz+y)^2-(x+yz)^2$を因数分解せよ．
(2)$\triangle \mathrm{ABC}$において，$\angle \mathrm{C}={60}^\circ$，$\displaystyle \sin B=\frac{1}{3}$，$\mathrm{AB}=6$のとき，$\mathrm{AC}$を求めよ．
(3)正十五角形の内角の和を求めよ．
(4)不等式$\sin^4 \theta-\sin^2 \theta \geqq 0$を解け．ただし$0^\circ \leqq \theta<{180}^\circ$とする．
(5)$\sqrt{28-3 \sqrt{12}}$の整数部分を求めよ．

$xy$座標平面上に$\mathrm{A}(3 \sqrt{3},\ 7)$，$\mathrm{B}(\sqrt{3},\ -5)$，$\mathrm{C}(0,\ -2)$の$3$点がある．

(1)$|\overrightarrow{\mathrm{AB}}|$を求めよ．
(2)$\overrightarrow{\mathrm{CA}}$と$\overrightarrow{\mathrm{CB}}$のなす角$\theta$を求めよ．ただし，$0^\circ \leqq \theta \leqq {180}^\circ$とする．
(3)線分$\mathrm{AB}$を$2:3$で内分する点を$\mathrm{P}$としたとき，$\triangle \mathrm{APC}$の面積$S$を求めよ．

次の$[　]$にあてはまる答を求めよ．

(1)$0<x<1$とする．$\displaystyle x^2+\frac{1}{x^2}=6$のとき，$\displaystyle x+\frac{1}{x}=[ア]$，$x^3=[イ]$である．
(2)$a,\ b$は正の定数とする．$2$次方程式$x^2+ax+b=0$の$2$つの解を$\alpha,\ \beta$とする．$2$次方程式$x^2+(a^2-4a)x+a-b=0$が$2$つの数$\alpha+3$，$\beta+3$を解とするとき，$a,\ b$の値は$a=[ウ]$，$b=[エ]$である．
(3)$0 \leqq \theta<2\pi$のとき，不等式$\sin \theta-\sqrt{3} \cos \theta \geqq 1$が成り立つ$\theta$の範囲は$[オ]$である．$[オ]$の範囲で$2 \cos 2\theta+3 \sin \theta$は最大値$[カ]$，最小値$[キ]$をとる．
(4)正十六角形$\mathrm{A}_1 \mathrm{A}_2 \cdots \mathrm{A}_{16}$の$16$個の頂点のうちの$3$個を頂点とする三角形の総数は$[ク]$である．これらの三角形のうち，直角三角形の個数は$[ケ]$個であり，鈍角三角形の個数は$[コ]$個である．

空間内に$4$点$\mathrm{O}(0,\ 0,\ 0)$，$\mathrm{A}(-3,\ 1,\ 0)$，$\mathrm{B}(1,\ t,\ -1)$，$\mathrm{C}(-1,\ 2,\ 0)$がある．ただし，$t$は定数とする．$\overrightarrow{a}=\overrightarrow{\mathrm{OA}}$，$\overrightarrow{b}=\overrightarrow{\mathrm{OB}}$，$\overrightarrow{c}=\overrightarrow{\mathrm{OC}}$とするとき，次の$[　]$にあてはまる答を求めよ．

(1)$\overrightarrow{a}$の大きさ$|\overrightarrow{a}|$は$[サ]$で，$\overrightarrow{a}$と$\overrightarrow{c}$のなす角$\theta (0^\circ \leqq \theta \leqq {180}^\circ)$は$\theta=[シ]$である．また，$\overrightarrow{a}$と$\overrightarrow{b}$のなす角が${135}^\circ$となるような$t$の値は$t=[ス]$または$t=[セ]$である．
(2)三角形$\mathrm{ABC}$の面積を$S$とするとき，$S$を$t$を用いて表すと$S=[ソ]$である．また，条件$\displaystyle S \geqq \frac{\sqrt{21}}{2}$を満たす$t$のとり得る値の範囲は$[タ]$である．