以下の各問で，$[　]$にあてはまる数値または記号を求めよ．

(1)放物線$y=ax^2+bx+c$が$3$点$(-3,\ -15)$，$(0,\ -24)$，$(3,\ 21)$を通るとき，
\[ a=[ア],\quad b=[イ],\quad c=-[ウ][エ] \]
であり，この放物線と$x$軸との交点は$(-[オ],\ 0)$，$([カ],\ 0)$である．
(2)点$\mathrm{O}$を$\triangle \mathrm{ABC}$の内心とする．$\angle \mathrm{BAC}={60}^\circ$，$\angle \mathrm{ABO}={35}^\circ$のとき，
\[ \angle \mathrm{ACO}={[キ][ク]}^\circ,\quad \angle \mathrm{BOC}={[ケ][コ][サ]}^\circ \]
である．
(3)関数$\displaystyle y=\frac{1}{3} {\left( \frac{1}{8} \right)}^x-2 {\left( \frac{1}{4} \right)}^x+3 {\left( \frac{1}{2} \right)}^x+1 (x>-2)$は


$x=[シ]$で最大値$\displaystyle \frac{[ス]}{[セ]}$


をとり，

$x=-\log_2 [ソ]$で最小値$[タ]$

をとる．
(4)条件$a_1=0$，$\displaystyle a_n=a_{n-1}+\frac{n-1}{2013} (n=2,\ 3,\ 4,\ \cdots)$によって定められる数列$\{a_n\}$において，$a_n \geqq 1$を満たす最小の$n$は$[チ][ツ]$であり，
\[ a_{[チ][ツ]}=\frac{[テ][ト][ナ]}{[ニ][ヌ][ネ]} \]
である．

次を因数分解しなさい．

(1)$x^3-3x^2+3x-9=[ア]$
(2)$x^8-y^8=[イ]$
(3)$x^4+64=[ウ]$
(4)$x^2+y^2-2xy-9z^2=[エ]$

$\triangle \mathrm{ABC}$に内接する円$\mathrm{O}$がある．$\mathrm{AB}=9$，$\mathrm{BC}=8$，$\mathrm{CA}=7$のとき次の問に答えなさい．

(1)$\triangle \mathrm{ABC}$の面積は$[ア]$である．
(2)円$\mathrm{O}$の半径は$[イ]$である．
(3)$\mathrm{A}$から円の中心$\mathrm{O}$を通る直線が$\mathrm{BC}$に交わる点を$\mathrm{D}$とすると，$\triangle \mathrm{ABD}$の面積は$[ウ]$である．

次の式を簡単にしなさい．

(1)$\sqrt{32}-\sqrt{50}+\sqrt{98}-\sqrt{18}=[ア] \sqrt{[イ]}$

(2)$\displaystyle \frac{\sqrt{2}}{1+\sqrt{2}+\sqrt{5}}+\frac{\sqrt{2}}{1+\sqrt{2}-\sqrt{5}}=[ウ] \sqrt{[エ]}+[オ]$

(3)$\{(9+4 \sqrt{5})^5+(9-4 \sqrt{5})^5\}^2-\{(9+4 \sqrt{5})^5-(9-4 \sqrt{5})^5\}^2=[カ]$

曲線$C:y=x^3-tx$上の点$\mathrm{P}(a,\ a^3-ta) (a<0)$における接線$\ell$が$C$と交わる点を$\mathrm{Q}$とする．

(1)点$\mathrm{Q}$の$x$座標を$a$を用いて表すと$x=[アイ]a$である．
(2)点$\mathrm{Q}$における$C$の接線が直線$\mathrm{PQ}$と直交するとき$([ウ]a^2-t)([エオ]a^2-t)=-1$である．
(3)$(2)$を満たす$a$の値がただ$1$つ決まるとき，$\displaystyle t=\frac{[カ]}{[キ]}$である．

$0 \leqq x<2\pi$，$0 \leqq y<2\pi$とする．

(1)方程式$\sin 2x+\sin x=0$の解は，
\[ x=0,\quad \frac{[ア]}{[イ]} \pi,\quad \pi,\quad \frac{[ウ]}{[エ]} \pi \]
である．ただし$\displaystyle \frac{[ア]}{[イ]}<\frac{[ウ]}{[エ]}$とする．

(2)連立方程式$\sin x+\sin y=1$，$\cos x-\cos y=\sqrt{3}$の解は
\[ x=\frac{[オ]}{[カ]} \pi,\quad y=\frac{[キ]}{[ク]} \pi \]
である．

$xy$平面上に$3$点$\mathrm{A}(-3,\ 0)$，$\mathrm{B}(0,\ 0)$，$\mathrm{C}(c,\ 0) (c>0)$がある．

(1)$\mathrm{PA}:\mathrm{PB}=2:1$となる点$\mathrm{P}$は，点$([ア],\ [イ])$を中心とする半径$[ウ]$の円を描く．
(2)$\mathrm{PA}:\mathrm{PB}:\mathrm{PC}=4:2:1$となるような点$\mathrm{P}$が存在するのは$\displaystyle \frac{[エ]}{[オ]} \leqq c \leqq \frac{[カ]}{[キ]}$のときである．

$\triangle \mathrm{OAB}$において，辺$\mathrm{OA}$，$\mathrm{OB}$，$\mathrm{AB}$の長さをそれぞれ$2,\ 4,\ 3$とする．辺$\mathrm{AB}$の中点を$\mathrm{M}$とし，頂点$\mathrm{A}$から辺$\mathrm{OB}$に下ろした垂線と線分$\mathrm{OM}$との交点を$\mathrm{P}$とする．$\overrightarrow{\mathrm{OA}}=\overrightarrow{a}$，$\overrightarrow{\mathrm{OB}}=\overrightarrow{b}$として，以下の空欄をうめよ．

(1)$\overrightarrow{a} \cdot \overrightarrow{b}=[イ]$である．
(2)$\overrightarrow{\mathrm{OM}}$を$\overrightarrow{a}$と$\overrightarrow{b}$を用いて表すと
\[ \overrightarrow{\mathrm{OM}}=[ロ] \overrightarrow{a}+[ハ] \overrightarrow{b} \]
である．
(3)$\overrightarrow{\mathrm{AP}}$を$\overrightarrow{a}$と$\overrightarrow{b}$を用いて表すと
\[ \overrightarrow{\mathrm{AP}}=[ニ] \overrightarrow{a}+[ホ] \overrightarrow{b} \]
である．

$n$を自然数とする．行列$A=\left( \begin{array}{cc}
1 & 1 \\
-1 & 3
\end{array} \right)$について，次の手順で$A^n$を求める．このとき，以下の空欄をうめよ．


(1)行列$P=\left( \begin{array}{cc}
1 & 0 \\
a & b
\end{array} \right)$が$P^{-1} \left( \begin{array}{cc}
2 & 1 \\
0 & 2
\end{array} \right) P=A$を満たすとき，$a=[イ]$，$b=[ロ]$である．

(2)$\left( \begin{array}{cc}
2 & 1 \\
0 & 2
\end{array} \right)^n=\left( \begin{array}{cc}
x_n & \displaystyle\frac{n}{2}x_n \\
0 & x_n
\end{array} \right)$と表せる．このとき，$x_n=[ハ]$である．

(3)$A^n=[ニ]$である．

袋の中に，$1$と書かれた玉，$2$と書かれた玉，$3$と書かれた玉，$6$と書かれた玉が$1$つずつ，全部で$4$つ入っている．ここから玉を$1$つ取り出して袋に戻すことを$3$回行う．取り出した玉に書かれた数を順に$a,\ b,\ c$とする．以下の問いに答えよ．

(1)$a+b+c$が奇数になる確率を求めよ．$[イ]$
(2)$a \times b \times c$が偶数になる確率を求めよ．$[ロ]$
(3)$a \times b \times c$が$6$の倍数になる確率を求めよ．$[ハ]$
(4)$a \times b+b \times c+c \times a$が$3$の倍数になる確率を求めよ．$[ニ]$