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九州大学 2025年度 前期日程 理科系
九大理系 2025年度 数学の解答・解説
全5問。当サイトで独自に解いた解答・計算過程・詳解・別解を、大問ごとに載せています。
最終更新 2026/10/12
問題文について
大学の公式解答ではなく、当サイト独自の解答・解説です。問題文は掲載していません。理科系の問題文は九州大学が公開しています。
掲載ページ名「試験問題、解答例等について」/2026/10/05に当サイトでリンク先を確認。 公開年度は大学側の都合で入れ替わることがあります。
第1問 空間ベクトル
法線ベクトル・直線と平面の交点・点と直線の距離・2次関数の最小当サイトの体感難易度:標準
(1) を通り平面 に垂直な直線と 平面との交点 の座標を求める
答
平面の法線ベクトルは と の外積で出る。あとは から法線方向に進んで になるところを探すだけである。
、 である。法線ベクトル は
をみたす。2本目から 、1本目に入れて より 。 ととって
である(外積 でもよい)。
交点。 を通り に平行な直線は
である。 平面との交点は 、すなわち のときだから
である。
で、 の 倍である。 を 万組ランダムにとって計算しても、交点は に一致した。
法線ベクトルは向きと大きさの自由度があるが、 の定数倍ならどれでもよい。ここでは 成分を にそろえると、 がすぐ出る。
が本当に三角形をなす( が平行でない)ことは、外積が でないことで確かめられる。
(2) がすべての実数値を動くときの の最小値が 以下となる の条件を求める
答
は の2次関数なので平方完成すればよい。幾何的には「原点から、点 を通り方向 の直線までの距離」なので、点と直線の距離の公式でも出る。
(1) より なので
である。 の2次関数( の係数 )なので、 で最小になり
である。したがって
で、これが 以下という条件は
すなわち である。
が動くと は 平面内で、点 を通り方向ベクトル の直線を描く。 はこの直線と原点の距離で、直線の式 に点と直線の距離の公式を使っても が出る。
では で、 を 万点動かした直接計算でも になる。 では で最小は 、実際 で が原点に一致する。
ではなく を最小にする。平方根のまま平方完成しない。
まで整理できると、条件が絶対値ひとつで書ける。
は「すべての実数値」をとるので、頂点がかならず定義域に入る。端の場合分けは要らない。
第2問 積分法
tan の微分・置換積分・部分分数分解・次数下げ当サイトの体感難易度:標準
(1) のとき を の整式で表す
答
を商の微分で計算すると になり、これは に等しい。
であり、 だから
である。
で 、 で、 と一致する。
「 の整式で表せ」なので、 のままでは答えにならない。 に直す。
(2) を求める
答
(1) から なので、 で置換すると である。分子が と因数分解でき、 がちょうど約分される。
分子を因数分解すると
である。 とおくと (1) より で、 のとき だから
となる( では で、分母は にならない)。
部分分数に分ける。
なので
である。 で 、 で だから
である( ほど)。
万点の数値積分で となり、 と一致する。
を ()と見て因数分解する。分母の とは約分できないが、 が置換で出る と約分される。
の係数 を落とさない。 なので、 倍して になる。
の中は絶対値をつける。 では である。
第3問 整数
平方数の余り・mod 8・指数方程式・場合分け当サイトの体感難易度:標準
(1)整数 について を で割った余りが のいずれかであることを示す
答()とすると
を で割った余りで分ければよい。 の を法とする値は、 の を法とする値だけで決まる( を 増やす必要はない)。
を で割った余りを とし、 と書く。
である( も も の倍数)。あとは を計算して
となるので、 を で割った余りは のいずれかである。
別の見方をすると、 が奇数なら (連続2整数の積が偶数であることから が の倍数)、 が偶数なら で または 、となる。
で を計算すると、現れるのは の3つだけだった。
で割った余りを調べるのに を 通りに分ける必要はない。 通りで足りる( と の平方は を法として等しい)。
のとき である。 のまま答えに書かない。
(2) をみたす 以上の整数の組 をすべて求める
答
なら左辺は の倍数なので、 が必要になる。(1) よりこれは不可能なので、 に絞られる。
は不可能。 このとき は の倍数なので
となる。しかし (1) より を で割った余りは のいずれかで、 にはならない。よって では解がない。
を調べる。
- : より 。不可。
- : より 。不可。
- : より 、 より 。◯
したがって求める組は
だけである。
、 で全探索すると、 をみたすのは だけだった。
も も「 以上の整数」なので、 も調べる。 も候補だが となり不可。
である。符号を直してから (1) と突き合わせる。
第4問 図形
円周角・直径と直角・弦の長さ・三角形の面積当サイトの体感難易度:やや難
(1) を求める
答
円周上の点は中心から見た角度(中心角)で位置が決まる。 が直径なので と は 離れ、 から はその中点、 から は弧 の中点になる。あとは円周角の定理である。
中心を とする。弧の中心角で位置を測る。 が直径なので、 から反時計回りに までの中心角は である。
の位置。 弦の長さは中心角で決まる(中心角 の弦は )ので、 は弧 と弧 の中心角が等しいことを意味する。和が だから、どちらも である。
の位置。 同じく より、弧 と弧 の中心角は等しく、和が だからどちらも である。
円周角。 は弦 に対する円周角( は弧 の反対側にある)なので、中心角 の半分で
である。
、、、 とすると 、 で条件をみたし、 である。
「弦が等しい ⟺ 中心角(弧)が等しい」を使う。 から直接 が弧の中点だと言える。
は弦 に対する円周角である。弦 ではない。
(2) を求める
答
弧 の中心角が なので、弦の長さの公式 (半径 )で出る。半角の公式で を根号で書く。
(1) より弧 の中心角は である。半径 の円で中心角 の弦の長さは だから
である。半角の公式より
なので 、したがって
である( ほど)。
で余弦定理を使っても同じで、 となる。
と の距離を座標から計算すると で、 と一致する。
の二重根号は外せない( のままが答え)。無理に変形しない。
半径が なので弦は である。直径 を掛け忘れない。
(3) と の交点を とするとき、 の面積を求める
答
位置が完全に決まっているので、座標を入れてしまうのがいちばん速い。、、、 として、2直線の交点を出す。
中心を原点にとり、、 とする。(1) より は から反時計回りに 、 は の位置だから
である。
交点 。 直線 は である。直線 は を通り方向
なので、 と書ける。 に代入すると
である。 に注意すると
である( をみたしている)。
面積。
なので、外積の大きさの半分として
である( ほど)。 なので とも書ける。
は をみたし、 と同一直線上にある。 を座標から計算すると で、 と一致する。
座標を入れるときは を 軸上にとる。 が直径なので、中心が原点、、 が自然である。
は線分 と の交点で、どちらの線分の内部にもある。 で だから、確かに線分 の内部である。
は有理化して にする。
第5問 確率
判別式・解の個数・自然数解・場合の数当サイトの体感難易度:やや難
(1) をみたす実数 の個数が 個である確率を求める
答
なので、解は と2次方程式の解である。 はつねに解なので、実数解がちょうど1個になるのは「2次方程式が実数解をもたない」か「重解をもってそれが に一致する」かのどちらかである。
の解は と の解である。判別式を とする。
- :2次方程式は実数解をもたないので、実数解は の1個。◯
- :重解 をもつ。実数解が1個になるのは のとき。
- :異なる2つの実数解があるので、 と合わせて2個以上になる。×
の場合を数える。 をみたす は
で合計 通り。 は何でもよいので 通りである。
の場合。 をみたすのは の2通り( だと )。それぞれ 、つまり 、 の1通りずつなので 通りである。
合わせて 通りだから
である。
通りをすべて列挙して解の個数を数えると、実数解がちょうど1個になるのは 通りで、 である。
はつねに解なので、実数解が 個になることはない。 個になる条件だけを考えればよい。
のときに重解が と一致するかで場合が分かれる。一致しなければ解は2個である。
では すなわち なので の2通り。()を入れない。
(2) をみたす自然数 の個数が 個である確率を求める
答
解は高々3個なので、3個とも自然数で互いに異なる必要がある。つまり「2次方程式が相異なる2つの自然数解をもち、しかも がそのどちらとも違う」である。2次方程式の2解を とすると 、 という強い制約がつく。
解は と2次方程式の2解の最大3個である。自然数解がちょうど3個になるには、この3つがすべて自然数で互いに異なればよい。 は 以上 以下なので自然数である。したがって条件は
- が相異なる2つの自然数解 をもつ
- かつ
である。
を数える。 解と係数の関係より 、 で、、 だから
をみたす組を探すと
の5通りである( は 、 は で範囲外)。それぞれ と1対1に対応する。
の選び方。 は のうち 以外だから 通りである。よって
で
である。
通りを全探索すると、自然数解がちょうど3個になるのは 通りで、 である。
「自然数 の個数が3個」なので、3つの解が相異なる必要がある。 が か と一致すると2個になってしまう。
(重解)だと解は2個以下になる。 に限る。
と の両方で絞る。 や は片方だけ見ると見落とす。
大学の公式解答ではなく、当サイト独自の解答・解説です。問題文は掲載していません。解答は当サイトで検算していますが、誤りが残っている可能性はあります。掲載方針配点・採点基準・難易度を大学の公表値として示すことはしていません。
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