$n$を自然数とする．関数$f(x)=e^x \sin x$の$n$次導関数$f^{(n)}(x)$について，次の等式がなりたつことを，数学的帰納法を用いて証明せよ．
\[ f^{(n)}(x)=2^{\frac{n}{2}} e^x \sin \left( x+\frac{n\pi}{4} \right) \]

自然数$k$に対して，関数$f_k(x)=-3x^2-2x+a_k$を考える．ただし，$a_k$は$x$に無関係な数列で$a_1=2$とする．関係式$\displaystyle \int_0^{k+1} f_{k+1}(x) \, dx=\int_0^k f_k(x) \, dx-k^2-k$が満たされるとき，次の問いに答えよ．

(1)$a_k$と$a_{k+1}$との関係式を求めよ．
(2)$a_k$を$k$の式で表せ．
(3)$\displaystyle \sum_{k=1}^n \int_0^k f_k(x) \, dx$を求めよ．

次の問いに答えよ．

(1)$5 \sin \theta \cos \theta=2$のとき，$\displaystyle A=\tan \theta+\frac{1}{\tan \theta}$，$B=(\sin \theta)^4+(\cos \theta)^4$，$C=(\sin \theta)^8+(\cos \theta)^8$の値を求めよ．
(2)等比数列$\{a_n\}$の初項を$a_1=\alpha$，公比を$r$とする．自然数$n$に対して，$b_n=\log_3 a_n$とおく．数列$\{b_n\}$が初項$b_1=4$，公差$d=-2$の等差数列となるとき，$\alpha$と$r$の値を求めよ．また，$\displaystyle \beta=8 \sum_{n=1}^{\infty} a_n$の値を求めよ．ただし，$\alpha>0$，$r>0$とする．
(3)定積分$\displaystyle I=\int_{-2}^3 (3 \sqrt{x^4-6x^2+9}-4x) \, dx$の値を求めよ．

$2$つの変量$x,\ y$が下表で与えられるとき，以下の問いに答えよ．ただし，$n$は自然数とする．

\begin{tabular}{|c|ccccc|}
\hline
$\mathrm{No.}$ & $1$ & $2$ & $3$ & $\cdots$ & $n$ \\ \hline
$x$ & $1$ & $3$ & $5$ & $\cdots$ & $2n-1$ \\ \hline
$y$ & $2$ & $4$ & $6$ & $\cdots$ & $2n$ \\ \hline
\end{tabular}



(1)変量$x$の平均値$m_x$と分散$s_x^2$を求めよ．
(2)変量$x$と変量$y$の相関係数$r$を求めよ．
(3)$n$個の変量$x$に，平均値$2n$，分散$4n^2$からなる$n$個のデータを加えた．この$2n$個からなるデータの平均値$m_x^{\prime}$と分散$s_x^{\prime 2}$をそれぞれ求めよ．

自然数$k$に対して，関数$f_k(x)=-3x^2-2x+a_k$を考える．ただし，$a_k$は$x$に無関係な数列で$a_1=2$とする．関係式$\displaystyle \int_0^{k+1} f_{k+1}(x) \, dx=\int_0^k f_k(x) \, dx-k^2-k$が満たされるとき，次の問いに答えよ．

(1)$a_k$と$a_{k+1}$との関係式を求めよ．
(2)$a_k$を$k$の式で表せ．
(3)$\displaystyle \sum_{k=1}^n \int_0^k f_k(x) \, dx$を求めよ．

自然数$k$に対して，関数$f_k(x)=-3x^2-2x+a_k$を考える．ただし，$a_k$は$x$に無関係な数列で$a_1=2$とする．関係式$\displaystyle \int_0^{k+1} f_{k+1}(x) \, dx=\int_0^k f_k(x) \, dx-k^2-k$が満たされるとき，次の問いに答えよ．

(1)$a_k$と$a_{k+1}$との関係式を求めよ．
(2)$a_k$を$k$の式で表せ．
(3)$\displaystyle \sum_{k=1}^n \int_0^k f_k(x) \, dx$を求めよ．

$n,\ p,\ q (p \leqq q)$を自然数とするとき，次の不等式が成り立つことを示せ．


(1)$\displaystyle \left( 1+\frac{1}{p} \right)^n \geqq 1+\frac{n}{p}$

(2)$\displaystyle \sum_{p=1}^q \log_{10} \left( 1+\frac{n}{p} \right) \leqq n \log_{10}(1+q)$

以下の問いに答えよ．

(1)$xy$平面上に$2$点$\mathrm{A}(-1,\ 10)$，$\mathrm{B}(7,\ 2)$があり，点$\mathrm{P}$が$x$軸上を動くものとする．$\mathrm{AP}+\mathrm{BP}$が最小となるとき，$\mathrm{P}$の$x$座標を求めよ．
(2)$n$を$18$以下の自然数とする．くじが$18$本あり，そのうち$2$本が当たりくじである．この$18$本の中から$n$本を同時に引くとき，当たりくじを$1$本以上含む確率が$\displaystyle \frac{1}{2}$より大きくなる$n$の最小値を求めよ．
(3)$1$分間に$8 \, \%$の割合で個数が増えるバクテリアがある．このバクテリア$10$個が初めて$1000$個以上になるのは何分後か．ただし$\log_{10}2=0.3010$，$\log_{10}3=0.4771$とし，答えは整数で求めよ．

$\log_{10}2=0.3010$，$\log_{10}3=0.4771$とする．次の問いに答えよ．

(1)$\log_{10}5$，$\log_{10}6$の値を求めよ．
(2)$3^{100}$の桁数を求めよ．
(3)$3^{100}$の最高位の数字を求めよ．
(4)$(3.75)^n$の整数部分が$10$桁になる自然数$n$を全て求めよ．

$n$を自然数とし，$k$を$0 \leqq k \leqq 2n-1$を満たす整数とする．次の問いに答えなさい．

(1)定積分$\displaystyle \int_{\frac{k}{n} \pi}^{\frac{k+1}{n} \pi} \left( x+\frac{\pi}{2} \right) \sin nx \, dx$の値を$n$と$k$を用いて表しなさい．

(2)定積分$\displaystyle \int_0^{2 \pi} \left( x+\frac{\pi}{2} \right) |\sin nx| \, dx$の値を求めなさい．