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国立 福井大学 2010年 第2問表の出る確率が$p$，裏の出る確率が$1-p$のコインがある．このコインを投げ，その結果により，駒が2点A，Bの間を移動し，ポイントを獲得することを繰り返す次のようなゲームを行う．
ルールa) \ 駒はゲームを始めるとき点Aにいる．
ルールb) \ 駒はコイン投げで表が出ればそのときいる点にとどまり，裏が出ればもう一方の点に移動する．
ルールc) \ $k$回目のコイン投げの結果，駒が点Aにいるときは$3k$ポイント新たに獲得し，点Bにいるときは$k$ポイント新たに獲得する．$(k=1,\ 2,\ 3,\ \cdots)$
$n$を自然数として，以下の問いに答えよ．
(1)$n$回コインを投げた結果，駒が点Aにいる確率を$a_n$とおく．$a_n$を求めよ．
(2)$k$回目のコイン投げの結果により新たに獲得するポイントの期待値を$E_k$とおく．$0<p<1$のとき，$\displaystyle \sum_{k=1}^n E_k$を$n$と$p$を用いて表せ．
(3)(1)で求めた$a_n$を$p$の関数と考え，$f_n(p)$と書くとき，次の極限値を求めよ．
\[ \lim_{m \to \infty} \frac{1}{m} \sum_{k=1}^m f_n \left( \frac{k}{2m} \right) \]
ルールa) \ 駒はゲームを始めるとき点Aにいる．
ルールb) \ 駒はコイン投げで表が出ればそのときいる点にとどまり，裏が出ればもう一方の点に移動する．
ルールc) \ $k$回目のコイン投げの結果，駒が点Aにいるときは$3k$ポイント新たに獲得し，点Bにいるときは$k$ポイント新たに獲得する．$(k=1,\ 2,\ 3,\ \cdots)$
$n$を自然数として，以下の問いに答えよ．
(1)$n$回コインを投げた結果，駒が点Aにいる確率を$a_n$とおく．$a_n$を求めよ．
(2)$k$回目のコイン投げの結果により新たに獲得するポイントの期待値を$E_k$とおく．$0<p<1$のとき，$\displaystyle \sum_{k=1}^n E_k$を$n$と$p$を用いて表せ．
(3)(1)で求めた$a_n$を$p$の関数と考え，$f_n(p)$と書くとき，次の極限値を求めよ．
\[ \lim_{m \to \infty} \frac{1}{m} \sum_{k=1}^m f_n \left( \frac{k}{2m} \right) \]
国立 愛知教育大学 2010年 第2問$x$が$\displaystyle 1 \leqq x \leqq \frac{7}{2}$の範囲を動くとき，以下の問いに答えよ．
\img{409_2570_2010_1}{10}
(1)図のような，底面の半径が$\sqrt{x}$，高さが$4-x$の直円錐の側面積$S$ \\
を求めよ．
(2)$\displaystyle \left( \frac{S}{\pi} \right)^2$を$f(x)$とするとき，$f(x)$の増減を調べ，$f(x)$の最大値， \\
最小値，およびそのときの$x$の値を求めよ．
\img{409_2570_2010_1}{10}
(1)図のような，底面の半径が$\sqrt{x}$，高さが$4-x$の直円錐の側面積$S$ \\
を求めよ．
(2)$\displaystyle \left( \frac{S}{\pi} \right)^2$を$f(x)$とするとき，$f(x)$の増減を調べ，$f(x)$の最大値， \\
最小値，およびそのときの$x$の値を求めよ．
国立 山口大学 2010年 第2問$f(x)=\cos^3 x+\sin^3 x+\cos x \sin x -\cos x-\sin x$とし，$t=\cos x+\sin x$とするとき，次の問いに答えなさい．
(1)$x$が実数全体を動くとき，$t$の最大値と最小値を求めなさい．また，そのときの$x$の値も求めなさい．
(2)$\cos x \sin x$を$t$の整式として表しなさい．
(3)$f(x)$を$t$の整式として表しなさい．
(4)$x$が実数全体を動くとき，$f(x)$の最大値と最小値を求めなさい．ただし，そのときの$x$の値を求める必要はありません．
(1)$x$が実数全体を動くとき，$t$の最大値と最小値を求めなさい．また，そのときの$x$の値も求めなさい．
(2)$\cos x \sin x$を$t$の整式として表しなさい．
(3)$f(x)$を$t$の整式として表しなさい．
(4)$x$が実数全体を動くとき，$f(x)$の最大値と最小値を求めなさい．ただし，そのときの$x$の値を求める必要はありません．
国立 山口大学 2010年 第2問次の初項と漸化式で定まる数列$\{a_n\}$を考える．
\[ a_1=\frac{1}{2},\ a_{n+1}=e^{-a_n} \quad (n=1,\ 2,\ 3,\ \cdots) \]
ここで，$e$は自然対数の底で，$1<e<3$である．このとき，次の問いに答えなさい．
(1)すべての自然数$n$について$\displaystyle \frac{1}{3}<a_n<1$が成り立つことを示しなさい．
(2)方程式$x=e^{-x}$はただ1つの実数解をもつことと，その解は$\displaystyle \frac{1}{3}$と1の間にあることを示しなさい．
(3)関数$f(x)=e^{-x}$に平均値の定理を用いることによって，次の不等式が成り立つことを示しなさい．
\begin{align}
\frac{1}{3} \text{と1との間の任意の実数}x_1,\ x_2 \text{について，} \nonumber \\
|f(x_2)-f(x_1)| \leqq e^{-\frac{1}{3}} |x_2-x_1| \nonumber
\end{align}
(4)数列$\{a_n\}$は，方程式$x=e^{-x}$の実数解に収束することを示しなさい．
\[ a_1=\frac{1}{2},\ a_{n+1}=e^{-a_n} \quad (n=1,\ 2,\ 3,\ \cdots) \]
ここで，$e$は自然対数の底で，$1<e<3$である．このとき，次の問いに答えなさい．
(1)すべての自然数$n$について$\displaystyle \frac{1}{3}<a_n<1$が成り立つことを示しなさい．
(2)方程式$x=e^{-x}$はただ1つの実数解をもつことと，その解は$\displaystyle \frac{1}{3}$と1の間にあることを示しなさい．
(3)関数$f(x)=e^{-x}$に平均値の定理を用いることによって，次の不等式が成り立つことを示しなさい．
\begin{align}
\frac{1}{3} \text{と1との間の任意の実数}x_1,\ x_2 \text{について，} \nonumber \\
|f(x_2)-f(x_1)| \leqq e^{-\frac{1}{3}} |x_2-x_1| \nonumber
\end{align}
(4)数列$\{a_n\}$は，方程式$x=e^{-x}$の実数解に収束することを示しなさい．
国立 お茶の水女子大学 2010年 第3問実数上の関数$f(x),\ g(x)$を次のように定義する．
\[ f(x)=\frac{a^x-a^{-x}}{2},\quad g(x)=\frac{a^x+a^{-x}}{2} \]
ここで，$a$は$a>1$をみたす実数である．
(1)関数$y=f(x)$のグラフと関数$y=g(x)$のグラフの概形を描け．
(2)この2つのグラフと2つの直線$x=0,\ x=3$とで囲まれる領域の面積を求めよ．
(3)(2)で求めた面積を$S(a)$とするとき，$2 \leqq a \leqq 5$での$S(a)$の最大値と最小値とを求めよ．
\[ f(x)=\frac{a^x-a^{-x}}{2},\quad g(x)=\frac{a^x+a^{-x}}{2} \]
ここで，$a$は$a>1$をみたす実数である．
(1)関数$y=f(x)$のグラフと関数$y=g(x)$のグラフの概形を描け．
(2)この2つのグラフと2つの直線$x=0,\ x=3$とで囲まれる領域の面積を求めよ．
(3)(2)で求めた面積を$S(a)$とするとき，$2 \leqq a \leqq 5$での$S(a)$の最大値と最小値とを求めよ．
国立 お茶の水女子大学 2010年 第1問次の問いに答えよ．
(1)実数全体で定義された関数$f(x)=x-[\,x\,]$について，$-3 \leqq x \leqq 3$での関数のグラフを図示せよ．ただし，$[\,x\,]$は$x$を超えない最大の整数を表す．
(2)実数全体で定義された関数$g(x)=(x-[\,x\,])e^{-x}$について，$\displaystyle \lim_{n \to \infty}\int_1^n g(x) \, dx$を求めよ．
(1)実数全体で定義された関数$f(x)=x-[\,x\,]$について，$-3 \leqq x \leqq 3$での関数のグラフを図示せよ．ただし，$[\,x\,]$は$x$を超えない最大の整数を表す．
(2)実数全体で定義された関数$g(x)=(x-[\,x\,])e^{-x}$について，$\displaystyle \lim_{n \to \infty}\int_1^n g(x) \, dx$を求めよ．
国立 お茶の水女子大学 2010年 第1問次の問いに答えよ．
(1)実数全体で定義された関数$f(x)=x-[\,x\,]$について，$-3 \leqq x \leqq 3$での関数のグラフを図示せよ．ただし，$[\,x\,]$は$x$を超えない最大の整数を表す．
(2)実数全体で定義された関数$g(x)=(x-[\,x\,])e^{-x}$について，$\displaystyle \lim_{n \to \infty}\int_1^n g(x) \, dx$を求めよ．
(1)実数全体で定義された関数$f(x)=x-[\,x\,]$について，$-3 \leqq x \leqq 3$での関数のグラフを図示せよ．ただし，$[\,x\,]$は$x$を超えない最大の整数を表す．
(2)実数全体で定義された関数$g(x)=(x-[\,x\,])e^{-x}$について，$\displaystyle \lim_{n \to \infty}\int_1^n g(x) \, dx$を求めよ．
国立 東京学芸大学 2010年 第4問関数$\displaystyle f(x)=\frac{x^2}{1+e^x}$について下の問いに答えよ．
(1)$f(x)$がただ$1$つの極大値をもつことを示せ．また，そのときの$x$の値を$\alpha$とするとき，$f(\alpha)$を$\alpha$の整式で表せ．
(2)$f(\alpha)<1$を示せ．
(1)$f(x)$がただ$1$つの極大値をもつことを示せ．また，そのときの$x$の値を$\alpha$とするとき，$f(\alpha)$を$\alpha$の整式で表せ．
(2)$f(\alpha)<1$を示せ．
国立 福島大学 2010年 第1問以下の問いに答えなさい．
(1)自然数$n$に対して，$\displaystyle S(n)=\sum_{k=1}^{12n+3}k^2,\ T(n)=\sum_{k=1}^{12n+3}(2k-1)$とおくとき$S(n)-T(n)$が正の奇数となることを証明しなさい．
(2)関数$f(x)$が次の関係を満たすものとする．
\[ \int_{-u}^0 t \{ \frac{d}{dt} f(t+u) \} \, dt=-e^{-u} \cos u+uf(0)-u+1 \]
このとき，$z=t+u$という置き換えを利用して$\displaystyle \int_0^u f(z) \, dz$を求めなさい．
(3)整式$P_1(x)$は，$x^2-(a+1)x+a$で割ると$2x+b$余り，整式$P_2(x)$は，$x^2-(b-2)x-2b$で割ると$x-a$余る．$P_1(a)=2P_2(b)$のとき，$a$と$b$の関係を求めなさい．
(1)自然数$n$に対して，$\displaystyle S(n)=\sum_{k=1}^{12n+3}k^2,\ T(n)=\sum_{k=1}^{12n+3}(2k-1)$とおくとき$S(n)-T(n)$が正の奇数となることを証明しなさい．
(2)関数$f(x)$が次の関係を満たすものとする．
\[ \int_{-u}^0 t \{ \frac{d}{dt} f(t+u) \} \, dt=-e^{-u} \cos u+uf(0)-u+1 \]
このとき，$z=t+u$という置き換えを利用して$\displaystyle \int_0^u f(z) \, dz$を求めなさい．
(3)整式$P_1(x)$は，$x^2-(a+1)x+a$で割ると$2x+b$余り，整式$P_2(x)$は，$x^2-(b-2)x-2b$で割ると$x-a$余る．$P_1(a)=2P_2(b)$のとき，$a$と$b$の関係を求めなさい．
国立 山形大学 2010年 第1問次の問いに答えよ．
(1)$f(x)=x^4-12x^2+8$のとき，$f(x)+f^{\prime\prime}(x)=0$によって表される4次方程式の実数解を求めよ．
(2)$\displaystyle \sin \frac{19}{12}\pi$の値を求めよ．
(3)定積分$\displaystyle \int_0^\pi x \sin^2 x \, dx$を求めよ．
(1)$f(x)=x^4-12x^2+8$のとき，$f(x)+f^{\prime\prime}(x)=0$によって表される4次方程式の実数解を求めよ．
(2)$\displaystyle \sin \frac{19}{12}\pi$の値を求めよ．
(3)定積分$\displaystyle \int_0^\pi x \sin^2 x \, dx$を求めよ．