次の各設問に答えよ．

(1)$\displaystyle \frac{4}{3+\sqrt{5}}+\frac{1}{2+\sqrt{5}}$を計算すると$[　]$となる．

(2)$3^{2x}-2 \times 3^{x+2}=-81$を解くと，$x=[　]$となる．
(3)$\overrightarrow{\mathrm{AB}}=(2,\ 3)$，$\overrightarrow{\mathrm{CB}}=(-4,\ 5)$とする．このとき，$\overrightarrow{\mathrm{AC}}=([　],\ [　])$であり，三角形$\mathrm{ABC}$の面積は$[　]$である．
(4)$3$つの直線$ax+y=1$，$x+2y=3$，$x-ay=-3$が一点で交わるとき，定数$a$の値は
\[ [　] \text{または} \frac{[　]}{[　]} \]
である．

$x^2+y^2-6ax+4ay+19a^2-a-1=0$（$a$は定数）は円を表すものとする．

(1)$a$の値の範囲は$\displaystyle \frac{[　]}{[　]}<a<\frac{[　]}{[　]}$である．

(2)この円の面積が最大となるとき，円の中心座標は$\displaystyle \left( \frac{[　]}{[　]},\ \frac{[　]}{[　]} \right)$であり，最大面積は$\displaystyle \frac{[　]}{[　]} \pi$となる．
このとき，座標$\displaystyle \left( -\frac{1}{3},\ 1 \right)$を通り，円の面積を二等分する直線の方程式は
\[ y=-[　] x+\frac{[　]}{[　]} \]
である．

円$\mathrm{O}_1,\ \mathrm{O}_2,\ \mathrm{O}_3,\ \cdots$があり，すべての$n=1,\ 2,\ 3,\ \cdots$に対して

(i) $\mathrm{O}_n$の中心の座標は$(x_n,\ 0)$であり，$x_n>x_{n+1}$である．
(ii) $\mathrm{O}_n$と$\mathrm{O}_{n+1}$は外接している．
(iii) $\mathrm{O}_n$は原点を端点とする$2$本の半直線$\displaystyle y=\pm \frac{1}{\sqrt{3}}x (x \geqq 0)$に接しているとする．

このとき

(1)$\mathrm{O}_n$の半径$r_n$を$x_n$で表すと$r_n=[　]$である．
(2)$x_n$を$x_1$と$n$で表すと$x_n=[　]$である．
(3)$x_1=4$とする．$\mathrm{O}_1$から$\mathrm{O}_m$までの面積の和を$S_m$とすると$\displaystyle \lim_{m \to \infty}S_m=[　]$である．

放物線$C:y=x^2-6x+a$（$a$は正の実数）は，$x$軸と，異なる$2$点$\mathrm{A}$，$\mathrm{B}$で交わるものとする．$x$座標の値の小さい方を$\mathrm{A}$とする．また

$C$と$x$軸および$y$軸の$3$つで囲まれた部分の面積を$S_1$
$C$と$x$軸で囲まれた部分の面積を$S_2$
$C$と$x$軸および直線$x=6$の$3$つで囲まれた部分の面積を$S_3$

とする．

(1)$a$の取り得る値の範囲は$[　]<a<[　]$である．
(2)$S_1+S_3=S_2$となるのは$a=[　]$のときである．
(3)$(2)$が成り立つとき

$\mathrm{A}$の$x$座標は$[　]-\sqrt{[　]}$
$\mathrm{B}$の$x$座標は$[　]+\sqrt{[　]}$

であり，$S_1+S_3$の値は$[　] \sqrt{[　]}$である．

放物線$y=x^2+2ax+c$の頂点が，原点を通る傾き$-1$の直線上にある．以下の問に答えよ．

(1)放物線の$y$軸との交点の$y$座標の最小値を求めよ．
(2)$(1)$において，$x$軸との交点があればその座標を求めよ．交点のないときは「なし」と書け．

下の図のように円$\mathrm{O}$に内接する$\mathrm{AC}=\mathrm{BC}$である二等辺三角形がある．直線$\mathrm{BO}$と，$\mathrm{C}$を接点とする直線および$\mathrm{AC}$との交点をそれぞれ$\mathrm{D}$，$\mathrm{E}$とする．$\angle \mathrm{ACB}=30^\circ$のとき，$\angle \mathrm{BDC}$を求めなさい．
（図は省略）

図$1$はある町の道路を直線で示したものである．以下の問に答えよ．
（図は省略）

(1)点$\mathrm{A}$から点$\mathrm{B}$まで遠回りをしないで行く最短の道順は全部で$[　]$通りある．
(2)図$2$のように点$\mathrm{C}$と点$\mathrm{D}$を結ぶ道路が工事中のため通行止めになった．このとき，点$\mathrm{A}$から点$\mathrm{B}$まで遠回りをしないで行く最短の道順は$[　]$通りある．

直線$\ell:y-2x-4=0$と，直線$\ell$に垂直で原点$\mathrm{O}(0,\ 0)$を通る直線$m$との交点を$\mathrm{X}$とする．点$\mathrm{X}$の座標は$[　]$であり，線分$\mathrm{OX}$の長さは$[　]$である．

$a$は実数の定数とする．円$x^2+y^2-ax-2y=0$上の点$(4,\ 2)$における接線を$\ell$とする．このとき，次の各問に答えよ．

(1)$a$の値を求めよ．
(2)この円の中心の座標と半径を求めよ．
(3)接線$\ell$の傾きを求めよ．
(4)接線$\ell$の方程式を求めよ．

以下の$[　]$にあてはまる数値または記号を求めよ．

(1)連立不等式$\left\{ \begin{array}{l}
4x^2-100x<51 \\
|2x-5|+|6x-1|>15
\end{array} \right.$の解は$\displaystyle \frac{[　]}{[　]}<x<\frac{[　]}{[　]}$である．

(2)連立方程式$\left\{ \begin{array}{l}
3x-4y+5z=9 \\
5x+2y-3z=5 \\
2x+6y-z=-7
\end{array} \right.$の解は
\[ x=\frac{[　]}{[　]},\quad y=-\frac{[　]}{[　]},\quad z=-\frac{[　]}{[　]} \]
である．
(3)四辺形$\mathrm{ABCD}$が$\mathrm{AB}=4$，$\mathrm{BC}=6$，$\mathrm{CD}=\sqrt{14}$，$\angle \mathrm{ABC}=60^\circ$，$\angle \mathrm{ADC}=90^\circ$をみたすとき，$\mathrm{AC}=[　] \sqrt{[　]}$，$\mathrm{AD}=\sqrt{[　]}$，四辺形$\mathrm{ABCD}$の面積$=[　]+[　] \sqrt{[　]}$であり，点$\mathrm{D}$を通る直線が辺$\mathrm{BC}$と垂直に交わる点を$\mathrm{E}$とすると，$\mathrm{DE}=[　]+\sqrt{[　]}$である．