$xy$平面上に放物線$C:y=-3x^2+3$と2点A$(1,\ 0)$，P$(0,\ 3p)$がある．線分APと$C$は，Aとは異なる点Qを共有している．

(1)定数$p$の存在する範囲を求めよ．
(2)$S_1$を，$C$と線分AQで囲まれた領域とし，$S_2$を，$C$，線分QP，および$y$軸とで囲まれた領域とする．$S_1$と$S_2$の面積の和が最小となる$p$の値を求めよ．

座標平面において，点P$(0,\ 1)$を中心とする半径1の円を$C$とする．$a$を$0<a<1$を満たす実数とし，直線$y=a(x+1)$と$C$との交点をQ，Rとする．

(1)$\triangle$PQRの面積$S(a)$を求めよ．
(2)$a$が$0<a<1$の範囲を動くとき，$S(a)$が最大となる$a$を求めよ．

実数$a$に対し，不等式
\[ y \leqq 2ax-a^2+2a+2 \]
の表す座標平面内の領域を$D(a)$とおく．

(1)$-1 \leqq a \leqq 2$を満たすすべての$a$に対し$D(a)$の点となるような点$(p,\ q)$の範囲を図示せよ．
(2)$-1 \leqq a \leqq 2$を満たすいずれかの$a$に対し$D(a)$の点となるような点$(p,\ q)$の範囲を図示せよ．

以下の問に答えよ．

(1)$t$を正の実数とするとき，$|x|+|y|=t$の表す$xy$平面上の図形を図示せよ．
(2)$a$を$a \geqq 0$をみたす実数とする．$x,\ y$が連立不等式
\[ \left\{
\begin{array}{l}
ax+(2-a)y \geqq 2 \\
y \geqq 0
\end{array}
\right. \]
をみたすとき，$|x|+|y|$のとりうる値の最小値$m$を，$a$を用いた式で表せ．
(3)$a$が$a \geqq 0$の範囲を動くとき，(2)で求めた$m$の最大値を求めよ．

曲線$y=\sqrt{x}$上の点$\mathrm{P}(t,\ \sqrt{t})$から直線$y=x$へ垂線を引き，交点を$\mathrm{H}$とする．ただし，$t>1$とする．このとき，以下の問いに答えよ．

(1)$\mathrm{H}$の座標を$t$を用いて表せ．
(2)$x \geqq 1$の範囲において，曲線$y=\sqrt{x}$と直線$y=x$および線分$\mathrm{PH}$とで囲まれた図形の面積を$S_1$とするとき，$S_1$を$t$を用いて表せ．
(3)曲線$y=\sqrt{x}$と直線$y=x$で囲まれた図形の面積を$S_2$とすると，$S_1=S_2$であるとき，$t$の値を求めよ．

実数$x$に対して$k \leqq x < k+1$を満たす整数$k$を$[\,x\,]$で表す．たとえば，
\[ [\,2\,] = 2,\quad \left[\,\frac{5}{2}\,\right]=2,\quad [\,-2.1\,]=-3 \]
である．

(1)$n^2-5n+5<0$を満たす整数$n$をすべて求めよ．
(2)$[\,x\,]^2-5[\,x\,]+5<0$を満たす実数$x$の範囲を求めよ．
(3)$x$は(2)で求めた範囲にあるものとする．$x^2-5[\,x\,]+5=0$を満たす$x$をすべて求めよ．

$a,\ b$を実数とし，$xy$平面上の$3$直線を
\[ \ell:x+y=0,\quad \ell_1:ax+y=2a+2,\quad \ell_2:bx+y=2b+2 \]
で定める．

(1)直線$\ell_1$は$a$の値によらない$1$点$\mathrm{P}$を通る．$\mathrm{P}$の座標を求めよ．
(2)$\ell,\ \ell_1,\ \ell_2$によって三角形がつくられるための$a,\ b$の条件を求めよ．
(3)$a,\ b$は$(2)$で求めた条件を満たすものとする．点$(1,\ 1)$が$(2)$の三角形の内部にあるような$a,\ b$の範囲を求め，それを$ab$平面に図示せよ．

実数$x$に対して$k \leqq x < k+1$を満たす整数$k$を$[\,x\,]$で表す．たとえば，
\[ [\,2\,] = 2,\quad \left[\,\frac{5}{2}\,\right]=2,\quad [\,-2.1\,]=-3 \]
である．

(1)$\displaystyle n^2-n-\frac{5}{4}<0$を満たす整数$n$をすべて求めよ．
(2)$\displaystyle [\,x\,]^2-[\,x\,]-\frac{5}{4}<0$を満たす実数$x$の範囲を求めよ．
(3)$x$は$(2)$で求めた範囲にあるものとする．$\displaystyle x^2-[\,x\,]-\frac{5}{4}=0$を満たす$x$をすべて求めよ．

以下の問いに答えよ．

(1)実数$x$に関する連立不等式
\[ \left\{
\begin{array}{l}
x \geqq -1 \\
2 \cdot 3^x + a\; 3^{-x} \leqq 1
\end{array}
\right. \]
が解をもつような実数 aの範囲を求めよ．
(2)$x \geqq -1$を満たすすべての実数$x$に対し不等式
\[ 3^x + a\; 3^{-x} \geqq a \]
が成り立つような実数$a$の範囲を求めよ．

平面上に長さ3の線分OAを考え，ベクトル$\overrightarrow{\mathrm{OA}}$を$\overrightarrow{a}$で表す．$0 < t < 1$を満たす実数$t$に対して，$\overrightarrow{\mathrm{OP}} = t \overrightarrow{a}$となるように点Pを定める．大きさ 2のベクトル$\overrightarrow{b}$を$\overrightarrow{a}$と角$\theta \ (0 < \theta < \pi)$をなすようにとり，点Bを$\overrightarrow{\mathrm{OB}} =\overrightarrow{b}$で定める．線分OBの中点をQとし，線分AQと線分BPの交点をRとする．\\
\quad このとき，どのように$\theta$をとっても$\overrightarrow{\mathrm{OR}}$と$\overrightarrow{\mathrm{AB}}$が垂直にならないような$t$の値の範囲を求めよ．