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慶應義塾大学 私立 慶應義塾大学 2016年 第4問
以下の文章の空欄に適切な数または式を入れて文章を完成させなさい.また設問$(3)$に答えなさい.

時間$t$とともに座標平面上を動く点$\mathrm{P}(t)$は次の条件$(ⅰ)$をみたすとする.

(i) $\mathrm{P}(t)$は原点をとおらず,その偏角$\theta(t)$および原点からの距離$r(t)$は$t$について微分可能,かつ$r(0)=1$であり,さらに$\theta^\prime(t)=1$が成り立つ.



(1)動点$\mathrm{P}(t)$の座標を$(x(t),\ y(t))$とし,時刻$t$における$\mathrm{P}(t)$の速度ベクトル$\displaystyle \overrightarrow{v}(t)=\left( \frac{dx}{dt},\ \frac{dy}{dt} \right)$とベクトル$\overrightarrow{b}(t)=(\cos \theta (t),\ \sin \theta (t))$のなす角を$\alpha (t)$とする.このとき$\cos \alpha (t)$を$r(t)$を用いて表すと$\cos \alpha (t)=[あ]$である.
(2)動点$\mathrm{P}(t)$がさらに次の条件$(ⅱ)$をみたすとする.

(ii) すべての$t$に対して$\displaystyle \alpha (t)=\frac{\pi}{4}$である.

このとき$r(t)=[い]$である.
(3)条件$(ⅰ),\ (ⅱ)$をみたす$2$つの動点$\mathrm{P}_1(t)$,$\mathrm{P}_2(t)$の間に次の条件$(ⅲ)$が成り立つとする.ただし動点$\mathrm{P}_1(t)$,$\mathrm{P}_2(t)$それぞれの偏角を$\theta_1(t)$,$\theta_2(t)$,原点からの距離を$r_1(t)$,$r_2(t)$とし,速度ベクトルを$\overrightarrow{v_1}(t)$,$\overrightarrow{v_2}(t)$とする.

(iii) すべての$t$に対してベクトル$\overrightarrow{v_1}(t)$とベクトル$\overrightarrow{v_2}(t)$は垂直である.

このとき時刻$s$から$u$の間に動点$\mathrm{P}_2(t)$がその軌道に沿って動く道のりを$l(s,\ u)$とすると
\[ l(s,\ u)=|\overrightarrow{\mathrm{P|_1(u) \mathrm{P}_2(u)}}-|\overrightarrow{\mathrm{P|_1(s) \mathrm{P}_2(s)}} \]
が成り立つことを示しなさい.ただし$s<u$とする.
立教大学 私立 立教大学 2016年 第1問
次の空欄$[ア]$~$[ケ]$に当てはまる数または式を記入せよ.

(1)$\displaystyle \sin \theta+\cos \theta=\frac{2}{3}$のとき,$\sin \theta \cos \theta=[ア]$,$\sin^3 \theta+\cos^3 \theta=[イ]$である.
(2)高さが$1$の円錐を,頂点から$a$の距離で底面に平行な面で上下$2$つに切断する.体積が$2$等分されるのは,$a=[ウ]$のときである.
(3)$\displaystyle \sum_{k=5}^{20}(2k-7)$の値は$[エ]$である.
(4)多項式$(x-1)(x-2)(x-3)$を$x-4$で割った余りを$A$,$(x-2)(x-3)(x-4)$を$x-1$で割った余りを$B$,$(x-3)(x-4)(x-1)$を$x-2$で割った余りを$C$とすると,$A+B+C=[オ]$である.
(5)定積分$\displaystyle \int_{-2}^5 |x^2-9| \, dx$の値は$[カ]$である.
(6)$5$人の大人と$3$人の子どもが,円形のテーブルの周りに座る.子ども同士が隣り合わない座り方は全部で$[キ]$通りある.ただし,回転して一致するものは同じ座り方とみなす.
(7)半透明のガラス板がある.光がガラス板$1$枚を通ると,その強さが$8$割に減る.光の強さが当初の$1$割未満となるのは,ガラス板を$[ク]$枚以上重ねたときである.ただし,必要であれば$\log_{10}2=0.3010$を用いよ.
(8)$1$周$300 \, \mathrm{m}$の池の周りを,$\mathrm{A}$は徒歩で,$\mathrm{B}$は自転車で,同じ地点から同時にスタートし,同じ方向に回る.自転車が徒歩の$5$倍の速さで進むとき,$\mathrm{B}$が池を$1$周したあと,$\mathrm{A}$を初めて追い抜く地点は,スタート地点から進行方向に$[ケ] \, \mathrm{m}$進んだ地点である.
神戸薬科大学 私立 神戸薬科大学 2016年 第5問
$xy$平面上に$3$点$\mathrm{A}(-1,\ 2)$,$\mathrm{B}(3,\ -2)$,$\mathrm{C}(5,\ 0)$があった.

(1)直線$\mathrm{AB}$と点$\mathrm{C}$の距離を求めると$[チ]$である.
(2)$\triangle \mathrm{ABC}$の面積を求めると$[ツ]$である.
(3)$\triangle \mathrm{ABC}$の外接円の方程式を求めると$[テ]$である.
東京電機大学 私立 東京電機大学 2016年 第1問
次の各問に答えよ.

(1)不等式$x^2-x-5<|2x-1|$を解け.
(2)和が$22$,最小公倍数が$60$となる$2$つの自然数を求めよ.
(3)関数$y=4 \sin^2 x-4 \cos x-3 (0 \leqq x \leqq \pi)$の最大値を求めよ.またそのときの$x$の値を求めよ.
(4)曲線$y=e^x$上の点$(t,\ e^t)$と直線$y=2x$の距離を$d(t)$とする.$d(t)$の最小値を求めよ.
(5)不定積分$\displaystyle \int \log 2x \, dx$を計算せよ.ただし積分定数は$C$とすること.
同志社大学 私立 同志社大学 2016年 第3問
$r$を$r>1$である定数とする.$\mathrm{O}$を原点とする座標平面上において,点$\mathrm{P}(a,\ b)$は,原点$\mathrm{O}$を除く円$C:(x-r)^2+y^2=r^2$上を動くとする.点$\mathrm{P}$に対して点$\mathrm{Q}(p,\ q)$は,$\mathrm{OP} \times \mathrm{OQ}=1$を満たし,$3$点$\mathrm{O}$,$\mathrm{P}$,$\mathrm{Q}$は一直線上にあり,$p>0$であるとする.また点$\mathrm{Q}$に対して,点$\mathrm{R}(p,\ -q)$を考える.このとき次の問いに答えよ.

(1)$p,\ q$をそれぞれ$a,\ b$を用いて表せ.
(2)点$\mathrm{P}$が円$C$上を動くとき,点$\mathrm{R}$の軌跡を$r$を用いて表せ.
(3)$2$点$\mathrm{P}$,$\mathrm{R}$の距離$d$を$a,\ r$を用いて表せ.
(4)$r$が$\displaystyle r^2>\frac{1}{4}(2+\sqrt{5})$を満たすとき,$2$点$\mathrm{P}$,$\mathrm{R}$の距離$d$の最小値とそのときの$a$の値を$r$を用いて表せ.
明治大学 私立 明治大学 2016年 第3問
次の空欄に当てはまる$0$から$9$までの数字を入れよ.ただし,空欄$[サシ]$は$2$桁の数をあらわす.

(1)$k$を自然数とすると
\[ \int_0^\pi \sin^k x \cos x \, dx=[ア] \]
である.
(2)直線$y=\sqrt{3}x$を$\ell$とし,曲線$y=\sqrt{3}x+\sin^2 x$を$C$とする.直線$\ell$上に点$\mathrm{A}$をとり,点$\mathrm{A}$において直線$\ell$と直交する直線を$L$とする.関数$y=\sqrt{3}x+\sin^2 x$は$x$に関する単調増加関数であるので,直線$L$と曲線$C$の共有点は$1$点のみである.その共有点を$\mathrm{B}(t,\ \sqrt{3}t+\sin^2 t)$とする.点$\mathrm{A}$と点$\mathrm{B}$の距離を$h$とおくと,
\[ h=\frac{1}{[イ]} \sin^2 t \]
となる.また,原点$\mathrm{O}$と点$\mathrm{A}$の距離を$p$とする.点$\mathrm{A}$の$x$座標が$0$以上であるときは
\[ p=[ウ]t+\frac{\sqrt{[エ]}}{[オ]} \sin^2 t \]
となる.この等式の右辺を$f(t)$とおく.
$0 \leqq x \leqq \pi$の範囲で曲線$C$と直線$\ell$で囲まれた図形を考え,その図形を直線$\ell$の周りに$1$回転させてできる立体の体積を$V$とすると,$\displaystyle V=\pi \int_0^{\mkakko{カ} \pi} h^2 \, dp$となる.ここで,$p=f(t)$とおいて置換積分すれば,
\[ V=\frac{\pi}{[キ]} \int_0^{\pi} \sin^4 t \, dt \]
が成り立つ.$\displaystyle \int_0^{\pi} \sin^4 t \, dt=\frac{[ク]}{[ケ]} \pi$より,$\displaystyle V=\frac{[コ]}{[サシ]} \pi^2$である.
岡山理科大学 私立 岡山理科大学 2016年 第4問
$\triangle \mathrm{ABC}$において,内心を$\mathrm{I}$,外心を$\mathrm{O}$,内接円の半径を$r$,外接円の半径を$R$とするとき,次の問いに答えよ.

(1)$\angle \mathrm{BAC}=\alpha$とするとき,$\angle \mathrm{BIC}$を$\alpha$の式で表せ.
(2)直線$\mathrm{AI}$と$\triangle \mathrm{ABC}$の外接円との$\mathrm{A}$でない交点を$\mathrm{D}$とするとき,$3$点$\mathrm{B}$,$\mathrm{C}$,$\mathrm{I}$は$\mathrm{D}$を中心とする同一円周上にあることを証明せよ.
(3)$2$点$\mathrm{I}$,$\mathrm{O}$の距離を$d$とする.$\mathrm{AB}=\mathrm{AC}$のとき,等式$(R+d)(R-d)=2rR$および不等式$R \geqq 2r$を証明せよ.
(4)$\mathrm{AB} \neq \mathrm{AC}$のとき,不等式$R>2r$を証明せよ.
東京薬科大学 私立 東京薬科大学 2016年 第4問
$2$つの動点$\mathrm{A}$,$\mathrm{B}$は,一辺の長さが$1$の立方体の辺上を,毎秒$1$の速さで,次の規則にしたがって移動する.


\mon[$\lbrack$規則$1 \rbrack$] 最初は同じ頂点にあり,同時に移動を開始する.
\mon[$\lbrack$規則$2 \rbrack$] どの頂点からも,$1$秒で移動可能な$3$つの頂点のいずれかに確率$\displaystyle \frac{1}{3}$で移動する.

自然数$n$について,移動を開始してから$n$秒後における$2$点$\mathrm{A}$,$\mathrm{B}$間の距離が$\sqrt{2}$となる確率を$P_n$とする.以下の問に答えよ.


(1)$\displaystyle P_1=\frac{[ヘ]}{[ホ]},\ P_2=\frac{[マミ]}{[ムメ]}$である.

(2)$P_n$と$P_{n+1}$の関係は
\[ P_{n+1}=\frac{[モ]}{[ヤ]} P_n+\frac{[ユ]}{[ヨ]} \quad (n=1,\ 2,\ \cdots) \]
である.
(3)$\displaystyle P_n=\frac{[ラ]}{[リ]} \left( 1-\frac{[ル]}{{[レ]}^n} \right) (n=1,\ 2,\ \cdots)$である.
東洋大学 私立 東洋大学 2016年 第4問
$xy$平面において,点$\mathrm{P}$が単位円周上の$y \geqq 0$の部分を動くとき,点$\mathrm{P}$から単位円周上の$3$点$\mathrm{A}(1,\ 0)$,$\mathrm{B}(-1,\ 0)$,$\displaystyle \mathrm{C} \left( \frac{1}{2},\ \frac{\sqrt{3}}{2} \right)$までの距離の和$\mathrm{PA}+\mathrm{PB}+\mathrm{PC}$を$L$とする.以下,$L$の最大値を求める.点$\mathrm{P}$の座標を$(\cos \theta,\ \sin \theta)$とおき,$L$を$\theta$の式で表すと,


$\displaystyle L=\sqrt{(\cos \theta-[ア])^2+\sin^2 \theta}+\sqrt{(\cos \theta+[イ])^2+\sin^2 \theta}$

$\displaystyle +\sqrt{\left( \cos \theta-\frac{1}{[ウ]} \right)^2+\left( \sin \theta-\frac{\sqrt{[エ]}}{[オ]} \right)^2}$


と表される.整理すると,たとえば,点$\mathrm{P}$が第$2$象限にあるとき,
\[ L=\left( [カ]+\sqrt{[キ]} \right) \sin \frac{\theta}{[ク]}+\cos \frac{\theta}{[ケ]} \]
となり,適当な実数$\alpha$を用いて
\[ L=\sqrt{[コ]+[サ] \sqrt{[シ]}} \sin \left( \frac{\theta}{[ス]}+\alpha \right) \]
と表すことができる.よって,$L$の最大値は,$\sqrt{[セ]}+\sqrt{[ソ]}$である.ただし,$[セ]>[ソ]$とする.
天使大学 私立 天使大学 2016年 第4問
図のような道路のある町を考える.各区画は正方形で,ある交差点から別の交差点への移動は必ず最短距離を進むこととする.また交差点で$2$通りの進み方がある場合,選び方の確率はそれぞれ$\displaystyle \frac{1}{2}$であるとする.$\mathrm{P}$,$\mathrm{Q}$の$2$人が,それぞれ$\mathrm{A}$地点,$\mathrm{B}$地点を同時に出発し,それぞれ$\mathrm{B}$地点,$\mathrm{A}$地点へと同じ速さで向かう.次の問いに答えなさい.
(図は省略)

(1)$\mathrm{A}$地点から$\mathrm{B}$地点まで行く道順は$\mkakko{$\mathrm{a}$} \mkakko{$\mathrm{b}$}$通りある.
(2)$\mathrm{A}$地点から$\mathrm{B}$地点まで行く道順で,$\mathrm{C}$地点を通る道順は$\mkakko{$\mathrm{c}$} \mkakko{$\mathrm{d}$}$通りある.

また$\mathrm{A}$地点から$\mathrm{B}$地点まで行く道順で,$\mathrm{C}$地点を通る確率は$\displaystyle \frac{\mkakko{$\mathrm{e}$}}{\mkakko{$\mathrm{f}$}}$である.
(3)$\mathrm{P}$と$\mathrm{Q}$が$\mathrm{C}$地点で出会う確率は$\displaystyle \frac{\mkakko{$\mathrm{g}$}}{\mkakko{$\mathrm{h}$} \mkakko{$\mathrm{i}$}}$である.
(4)$\mathrm{P}$と$\mathrm{Q}$が$\mathrm{C}$地点を含め途中で出会う確率は$\displaystyle \frac{\mkakko{$\mathrm{j}$} \mkakko{$\mathrm{k}$}}{\mkakko{$\mathrm{l}$} \mkakko{$\mathrm{m}$} \mkakko{$\mathrm{n}$}}$である.
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