$1$辺の長さが$2$である正$5$角形$\mathrm{ABCDE}$において，対角線の長さを$t$，$\overrightarrow{\mathrm{AB}}=\overrightarrow{p}$，$\overrightarrow{\mathrm{AE}}=\overrightarrow{q}$とする．

(1)対角線の長さは$t=[$18$]$である．
(2)$\overrightarrow{\mathrm{ED}}$を$\overrightarrow{p}$と$\overrightarrow{q}$で表すと，$\overrightarrow{\mathrm{ED}}=[$19$]$である．
(3)内積$\overrightarrow{p} \cdot \overrightarrow{q}$の値を計算すると$[$20$]$となる．

次の問に答えよ．ただし，$*$については$+,\ -$の$1$つが入る．

(1)$\displaystyle a=\frac{1}{\sqrt{2}+\sqrt{3}},\ b=\frac{1}{\sqrt{2}-\sqrt{3}}$のとき，$a+b=[$*$ア] \sqrt{[イ]}$，$a^2+b^2=[ウエ]$である．
(2)$\overrightarrow{p},\ \overrightarrow{q}$が$|\overrightarrow{p|}=2$，$|\overrightarrow{q|}=3$を満たし，$\overrightarrow{p}+\overrightarrow{q}$，$6 \overrightarrow{p}-\overrightarrow{q}$が垂直のとき，$\overrightarrow{p}$と$\overrightarrow{q}$とのなす角$\theta$は$\displaystyle \frac{[オ]}{[カ]} \pi$である．ただし，$0 \leqq \theta \leqq \pi$とする．

(3)$1.44^n$の整数部分が$4$桁となるような整数$n$の範囲は$[キク] \leqq n \leqq [ケコ]$である．必要ならば$\log_{10}2=0.301$，$\log_{10}3=0.477$を用いよ．
(4)$x,\ y$が$2^x=3^y$を満たす正の実数であるとする．$2x$と$3y$の小さい方の値が$1$であるとき，$\displaystyle x+y=\frac{[サ]}{[シ]}$である．ただし，$\displaystyle \log_{10}2=\frac{3}{10}$，$\displaystyle \log_{10}3=\frac{1}{2}$として計算せよ．

ノーマルオレンジ（$1$杯$100$円）とスペシャルオレンジ（$1$杯$150$円）の$2$種類のドリンクを販売しようとしている．ノーマルオレンジには，オレンジ$100 \, \mathrm{g}$とヨーグルト$200 \, \mathrm{g}$が必要となる．スペシャルオレンジには，オレンジ$200 \, \mathrm{g}$とヨーグルト$100 \, \mathrm{g}$が必要となる．しかし，いま使えるオレンジが$6 \, \mathrm{kg}$，ヨーグルトが$9 \, \mathrm{kg}$しかない．

(1)ノーマルオレンジを$x$杯，スペシャルオレンジを$y$杯作るとき，使えるオレンジの重量に関する条件を不等式で表しなさい．
(2)$(1)$と同様に，使えるヨーグルトの重量に関する条件を不等式で表しなさい．
(3)売り上げを計算する式を$x$と$y$で表しなさい．
(4)売り上げが最大となるのは，ノーマルオレンジとスペシャルオレンジをそれぞれ何杯作ったときか求めなさい．そのときの売り上げも求めなさい．

$\displaystyle 0 \leqq x \leqq \frac{\pi}{2}$で定義された関数$\displaystyle f(x)=\int_x^{x+\frac{\pi}{4}} |2 \cos^2 t+2 \sin t \cos t-1| \, dt$について，次の問いに答えよ．

(1)$\displaystyle f \left( \frac{\pi}{2} \right)$の値を求めよ．
(2)積分を計算して，$f(x)$を求めよ．
(3)$f(x)$の最大値と最小値，およびそれらを与える$x$の値を求めよ．

$\displaystyle 0 \leqq x \leqq \frac{\pi}{2}$で定義された関数$\displaystyle f(x)=\int_x^{x+\frac{\pi}{4}} |2 \cos^2 t+2 \sin t \cos t-1| \, dt$について，次の問いに答えよ．

(1)$\displaystyle f \left( \frac{\pi}{2} \right)$の値を求めよ．
(2)積分を計算して，$f(x)$を求めよ．
(3)$f(x)$の最大値と最小値，およびそれらを与える$x$の値を求めよ．

$x \geqq 0$のとき，$\displaystyle \int_0^x |t^2-3t+2| \, dt$を計算しなさい．

関数$f(x)=ax^3+bx^2+cx (a \neqq 0)$および$g(x)=mx (m \neq 0)$について，次の$(1),\ (2)$の問に答えなさい．

(1)関数$f(x)$が，$x=1$で極大値$4$，$x=3$で極小値$0$をとるように$a,\ b,\ c$の値を計算しなさい．
(2)$(1)$で求めた関数$f(x)$と$g(x)$が$3$点で交わるとき，$f(x)$と$g(x)$は$2$つの領域を囲むが，これら$2$つの領域の面積が等しくなるように$m$の値を計算しなさい．

次の問に答えなさい．

(1)$2$つの解$\alpha=1+\sqrt{2}$，$\beta=\sqrt{3}$をもつ$2$次方程式を一つ求めなさい．
(2)ある$2$次方程式$f(x)=0$の解の$1$つが$\alpha=s+t \sqrt{2}$であった．このとき，もう一つの解$\beta$に関する次の議論は正しくないことを説明しなさい．
\begin{jituwaku}
$\alpha=s+t \sqrt{2}$から簡単な計算により，$\alpha^2-2s \alpha+s^2-2t^2=0$を得る．これは，$\alpha$が$x^2-2sx+s^2-2t^2=0$の解であることを意味することから，$f(x)=x^2-2sx+s^2-2t^2$がわかる．よって，$f(x)=0$のもう一つの解$\beta$は$x^2-2sx+s^2-2t^2=0$を解いて$\beta=s-t \sqrt{2}$と求まる．
\end{jituwaku}
(3)$2$次方程式$x^2+px+q=0$において，$p,\ q$は有理数とする．$\alpha=1+\sqrt{2}$がこの方程式の解であるとき，もう一方の解$\beta$を求めなさい．

次の問いに答えよ．

(1)$m$を整数とし，不定積分
\[ I=\int x^m \log x \, dx \]
を計算せよ．ただし，積分定数は省略してよい．
(2)$n$を$3$以上の自然数とする．正$n$角形の頂点から相異なる$3$点を選んで三角形を作るとき，その三角形が二等辺三角形となる場合の数を$a_n$とする．

(i) $a_6,\ a_7$をそれぞれ求めよ．
(ii) 自然数$k$に対して，$a_{6k},\ a_{6k+1}$をそれぞれ$k$を用いて表せ．

三角形$\mathrm{ABC}$において$\mathrm{AB}=4$，$\mathrm{BC}=3$，$\mathrm{CA}=2$とする．この三角形の辺$\mathrm{AB}$，$\mathrm{BC}$，$\mathrm{CA}$上に，それぞれ点$\mathrm{D}$，$\mathrm{E}$，$\mathrm{F}$を，四角形$\mathrm{DECF}$が平行四辺形となるように定める．$\mathrm{CE}=x$，$\mathrm{CF}=y$とおくとき，以下の問いに答えよ．

(1)$\overrightarrow{\mathrm{CA}}$と$\overrightarrow{\mathrm{CB}}$の内積を計算せよ．
(2)$\overrightarrow{\mathrm{CD}}$を$\overrightarrow{\mathrm{CA}}$，$\overrightarrow{\mathrm{CB}}$と$x,\ y$を用いて表せ．次に，点$\mathrm{D}$が辺$\mathrm{AB}$上にあることを用いて，$y$を$x$の式で表せ．
(3)$x=y$のとき，$\overrightarrow{\mathrm{CD}}$を$\overrightarrow{\mathrm{CA}}$と$\overrightarrow{\mathrm{CB}}$を用いて表せ．また，$\overrightarrow{\mathrm{CD}}$の長さを求めよ．