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名古屋大学 2021年度 前期日程 文科系

名大文系 2021年度 数学の解答・解説

全3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。文科系の問題文は、この年度については大学が公開していません (2026/10/12時点)。お手元の過去問集・赤本などでご確認ください。

問題を転載している非公式サイトへのリンクは、当サイトでは行っていません。

第1問 微分法・積分法

放物線の接線・共通接線・判別式・面積・最大値当サイトの体感難易度:標準

(1) の点 における接線の方程式を求める

答

微分して傾きを出し、点傾き形に入れるだけ。以降の小問はすべてこの形を使うので、 という定数項まで覚えておく。

より なので、 での接線の傾きは である。点 を通るから

すなわち

である。

は上に開いた放物線なので、鉛直な接線はない。つまり の接線はすべて の形で書ける。(2) で「共通接線を全部数える」ときに効いてくる事実である。

で、等号は だけ。確かに接している。

(2) と ()が異なる2本の共通接線をもつような の範囲を求める

答

(1) で の接線は と尽くされている。あとは「この直線が にも接する」を判別式 で書き、 の2次方程式が異なる2解をもつ条件を、もう一度判別式で出す。判別式を2回使う形である。

の接線 が にも接する条件を書く。 の式と連立して

すなわち

である。接するのはこれが重解をもつとき、つまり

のときである。展開すると

で、 で割って

となる。共通接線は ① の実数解 と1対1に対応する( が違えば接線も違う)。よって共通接線が異なる2本あるのは、① が異なる2つの実数解をもつときである。

① の判別式を で割ったものは

で、 だから 、したがって

である。 とあわせて

が答えである。

では ① の解が の2つで、どちらの接線も と重解で交わった。 では実数解がなかった。

「共通接線」は の接線でもあり の接線でもある直線。 の接線をパラメータ で全部書き出してから の条件を課す、という順番にすると漏れがない。

判別式を2回使う。1回目は「 に接する」、2回目は「そういう が2つある」。役割が違うので混ぜない。

(3) のとき、2本の共通接線 の交点の座標を求める

答

の2接線の交点は、接点の 座標を として になる。解と係数の関係をそのまま使えるので、 を根号で書き下す必要がない。

① の2解を ()とすると、解と係数の関係から

である。2本の接線

を連立すると

で、 だから両辺を で割って

となる。これを に代入すると、② を使って

である。よって交点は

である。

交点の 座標が2接点の中点 になるのは放物線 に共通の性質で、(4) で「」がちょうど左半分を切り取ることに直結する。問題が を で与えているのはこのためである。

で数値計算すると交点は で、 と一致した。

(4) と で囲まれた領域 と、 の表す領域 の共通部分の面積 を求める

答

(3) より2接線の交点の 座標はちょうど なので、 は「左半分」、つまり で と に挟まれた部分である。被積分関数が になるので積分は一瞬で終わる。

接点接点(a, 2a⁴)C₁C₂ℓℓ′x = a
a = 1/2 のときの C1、C2 と2本の共通接線。2接線の交点の x 座標は a で、網かけが x ≦ a の側に残る面積 S(a)。

は下に凸なので、接線 はどちらも の下側にある。よって は、上を 、下を2本の接線で囲まれた領域で、 の範囲にある。

(3) より と の交点の 座標は なので、 の部分では下側の境界は だけである。したがって

である。これは

となる。あとは を求めればよい。① の解は

( なので )だから、小さいほうが で

である。よって

である。

でシンプソン法で数値積分すると 、 で一致した。

「 と2接線で囲まれた図形」の面積を で切ると、下側の境界が だけになる。 は の側の境界なので、この積分には出てこない。

と書けるのは だからで、ここを のまま引きずると最後の形が合わない。

第1問だけのページ

第2問 指数・対数

底の変換・大小比較・解と係数の関係・3次関数の符号当サイトの体感難易度:標準

(1) について を示す

答底の変換で

底がばらばらなので、まず全部を同じ底にそろえる。そろえれば分子と分母が順に打ち消し合う。

底を (何でもよい)にそろえると、底の変換公式から

である( はいずれも でない)。よって

である。

この が (3) で効く。 のように、逆数が残り2つの積に化けるからである。

数値で になった。

(2) を小さい順に並べる

答

対数の大小は、 と有理数 の比較を と の比較に直すのが基本。 だけは より小さいことがすぐ分かるので先に外し、残り3つを との比較に帰着させる。

が最小。 より なので

である。一方 、、 なので、 がいちばん小さい。

と 。 は と同値で、 だから

である。これは正しいので である。

と 。 は と同値で

である。これも正しいので である。

以上をあわせて

である。

()が増加関数であることを使って、対数の不等式を整数の不等式に落としている。 と という、暗算でできる形まで持っていけるのがこの問題の狙いである。

数値では で、並び順が一致した。

と を直接比べようとすると と のような形にならず苦しい。 を仲立ちにする。

両辺を 乗するときは、両辺が正で が増加であることを前提にしている。

(3)、、 とするとき、 の正負を判定する

答、、

(1) の を使うと に直る。すると は と因数分解でき、あとは3つの因数の符号を (2) の大小から読むだけになる。値を計算する必要はない。

を書き直す。 (1) の から

なので

である。

を因数分解する。 基本対称式がそろったので

の右辺は、 とあわせてちょうど である。したがって

と因数分解できる。 の実数解は の3つで、(2) の を 倍して

すなわち である。

-α-β-γf(-1) < 0f(-1/2) < 0
y = f(x) = (x+α)(x+β)(x+γ) のグラフ。3つの零点は -α, -β, -γ。x = -1 と x = -1/2 は -β と -γ のあいだにあり、グラフは x 軸の下にある。-α と -β のあいだではグラフは x 軸の上にあるが、この縮尺では持ち上がりが見えないので、次の図で拡大する。
f(-3/2) > 0-α-β-3/2
-α と -β のあいだを拡大したもの(縦が横の約40倍の縮尺)。x = -3/2 はこの区間にあり、グラフは x 軸より上にある。f(-3/2) の値は 0.0032 ほどしかない。

符号を読む。 3つの因数 の符号を調べる。

のとき。 だから 、、 で、負が2つなので積は正である。よって 。

と のとき。まず である(、すなわち だから)。また である。したがって

で、 も も と のあいだにある。このとき 、、 で、負が1つだから積は負である。よって

である。

として直接計算すると 、、 で、符号が一致した。

をそのまま で扱うと因数分解に気づけない。 を使って基本対称式の形に直すのが (1) の意味である。

定数項が なので、因数は ではなく になる。符号を取り違えると零点が逆になる。

と については (2) の並びだけでは足りず、 と を別に言う必要がある。

第2問だけのページ

第3問 確率

推移のある試行・到達確率・漸化的な計算・全事象の確認当サイトの体感難易度:やや難

(1) から までを4段(上から順に5個・4個・2個・1個)に左詰めで並べた配置で、石を右隣以降・真下以降の数字へ等確率に移すゲームを行うとき、終了時に が丸で囲まれている確率 を求める

答

「終了時に が丸で囲まれている」=「ゲーム中に石が一度でも に乗る」である(丸は消えない)。移動先はつねに自分より大きい数字なので、同じ数字を2度通ることはなく、 は「 に入ってくる道」をすべて足せば求まる。 に入れるのは最初に選ぶ場合と から来る場合だけなので、2項で終わる。

まず移動先を整理する。 配置は、第1段が 、第2段が 、第3段が 、第4段が を左詰めにしたものである。「同じ段で右にあるもの」と「同じ列で下にあるもの」をすべて書き出すと、次のようになる。

  1. (7通り)
  2. (5通り)
  3. (3通り)
  4. (2通り)
  5. (5通り)
  6. (3通り)
  7. (1通り)
  8. (2通り)
  9. は行き先がない

行き先がないのは の4つだけで、これはちょうど終了条件の4つと一致する。つまりゲームは「動けなくなるまで動く」のと同じであり、必ず のどれか1つで終わる。

また、どの移動も数字を真に大きくする。したがって石は同じ数字を2度通らず、 が丸で囲まれるのは「石が をちょうど1回通る」ことと同じである。そこで

を、 に入ってくる道で場合分けして足す。

を求める。 に石が乗るのは次の2通りで、互いに排反である。

  1. 最初の (a) で を選ぶ:確率
  2. 最初に を選び、次に へ移る: からの行き先は7通りなので

に入ってこられるのは「同じ段で左にある」 だけ( は最上段なので真上の数字はない)なので、これで尽きている。よって

である。

40万回のモンテカルロで 、 と一致した。

丸は消えないので、 は「最後に石がある場所」ではなく「一度でも通ったか」の確率である。終了条件の 以外についても は定義されている。

移動先の個数は数字ごとに違う( なら7通り、 なら2通り)。分母を のまま使い回さない。

(2)確率 を求める

答

移動はつねに数字を大きくするので、 と番号の小さいほうから順に確定していく。 に入ってこられるのは同じ段で左にある だけ( の列には しかないので真上がない)なので、そこまでを順に求めれば足せる。

(1) と同じ記号を使う。 から へ移る確率は ( は の行き先の個数)で、 である。

以下、分母を にそろえて書く()。まず

である。 に入れるのは から、 に入れるのは から、 に入れるのは からで(いずれも最上段なので真上はない)

である。 に入れるのは からなので

である。

は (1) の答えで、 と同じである。分母を にそろえておくと、以降の足し算が整数の足し算になる。

40万回のモンテカルロで となり、 と一致した。

に入ってくる矢印を数え落としやすい。 の「同じ段で左にあるもの全部」と「同じ列で上にあるもの全部」の2方向を機械的に拾う。

移動先の個数は数字ごとに違う( なら7通り、 なら2通り)。分母を のまま使い回さない。

(3)確率 を求める

答

に入ってこられるのは、同じ段で左の と、同じ列で上の である。この3つの確率を先に用意してから足す。(2) と同じ要領だが、今度は列の上から入ってくる矢印があるのが違う。

(2) と同じく分母を にそろえる。まず に入れるのは からだけなので

である。 に入れるのは同じ段で左の と、同じ列で上の からで、 だから

である。 に入れるのは同じ列で上の からで(第3段の左端なので左はない)

である。 に入れるのは (同じ段の左)と (同じ列の上)からで、 だから

である。

同じやり方で 、 も出る。ゲームは必ず のどれかで終わるので になるはずで、実際 である。よい検算になる。

モンテカルロで ()だった。 も分数計算でちょうど になった。

には から直接は行けない( と は段も列も違う)。位置関係をそのつど確認する。

に入ってくる矢印は3本()。 からの直接の移動を忘れやすい。

第3問だけのページ

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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