大学受験

法政大学 2025年度 過去問・解答

数強塾のプロ講師陣

藤原進之介です。このページでは法政大学2025年度の数学過去問を解答・解説つきで無料公開しています。

今日の一問
2次方程式 が重解をもち、さらに、2次方程式 が実数解をもつとする。ただし、 は実数の定数とする。
(1) のとき、 の値を求めよ。
(2) のそれぞれについて、とり得る値の範囲を求めよ。
(3) がどちらも整数であるような組 の個数を求めよ。
——さて、どこから手をつける?
答えと考え方は、この記事の中で順を追って解説します。

問題

解答

未掲載の解答は順次公開中です。急ぎで解説が必要な問題はLINEでリクエストしてください。 解説をリクエスト

法政大学2025年度の数学について、解答と解説を掲載します。数値はすべて当塾で独立に検算し、公開している全問を独立に検算しています。

〔Ⅰ〕(1) 2つの2次方程式の条件から b を決める

次の2つの2次方程式を考えます。

x² − 4bx + 3ab = 0 (重解をもつ)
x² + 2(a−1)x + b + 2a² − 6a − 5 = 0 (実数解をもつ)

①が重解をもつ条件

x の係数が偶数なので D/4 を使います。x² + 2b’x + c の形では D/4 = b’² − c。

ここで 2b’ = −4b より b’ = −2b、c = 3ab なので

D₁/4 = (−2b)² − 3ab = 4b² − 3ab = b(4b − 3a)

D₁ = 0 より

b = 0 または b = (3/4)a …②

当塾公開の解答PDFの訂正:この箇所が「(−2b)² − 2·3ab = 0 ⇔ b(2b − 3a) = 0 ⇔ b = 0, (3/2)a」と印字されていますが、D/4 では定数項 c をそのまま引くので 2倍しません。正しくは 4b² − 3ab = b(4b − 3a) = 0、すなわち b = 0, (3/4)a です。
検算(a = 5):b = 15/4 のとき D/4 = 4(15/4)² − 3·5·(15/4) = 225/4 − 225/4 = 0 ✓(重解)
b = 15/2 のとき D/4 = 225 − 225/2 = 112.5 ≠ 0 ✗(重解にならない)
なお最終的な答え(後述の b = 0)は、どちらの値でも変わりません。

③が実数解をもつ条件

2b’ = 2(a−1) より b’ = a−1、c = b + 2a² − 6a − 5 なので

D₂/4 = (a−1)² − (b + 2a² − 6a − 5)

= a² − 2a + 1 − b − 2a² + 6a + 5 = −a² + 4a + 6 − b

D₂ ≧ 0 より

b ≦ −a² + 4a + 6 …④

a = 5 のときの b

②に a = 5 を代入すると

b = 0 または b = 15/4 …⑤

④に a = 5 を代入すると

b ≦ −25 + 20 + 6 = 1 …⑥

⑤と⑥の両方を満たすのは(15/4 = 3.75 > 1 なので不適)

答 b = 0

検算:a = 5、b = 0 のとき
① x² = 0 → 重解 x = 0 ✓
③ x² + 8x + 0 + 50 − 30 − 5 = x² + 8x + 15 = (x+3)(x+5) = 0 → 実数解 x = −3, −5 ✓
両方の条件を満たしています。

この年の学習ポイント

2次方程式の解の条件を扱う問題で、最も事故が多いのが判別式の計算です。

D = b² − 4ac(一般形 ax² + bx + c)
D/4 = b’² − ac(x の係数が偶数で b = 2b’ のとき)

D/4 の式では ac をそのまま引く(4倍も2倍もしない)ことに注意してください。この問題の解答PDFのように「−2·3ab」としてしまうと、係数が2倍ずれます。

不安ならD = b² − 4ac をそのまま使うのが安全です。この問題なら

D₁ = (−4b)² − 4·1·3ab = 16b² − 12ab = 4b(4b − 3a)

D₁ = 0 ⇔ b(4b − 3a) = 0 と、同じ結果が得られます。

そして「重解」は D = 0、「実数解をもつ」は D ≧ 0 という使い分けも確実に。等号を含むか含まないかで答えが変わります。

法政大学2025年度は学部・日程ごとに複数の問題が出題されています。当塾で解答PDFを公開できている範囲から順に解説を掲載しており、裏づけのない問題について推測で解説を作ることはしていません。

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📊 2025年度 法政大学 数学 講評マップ(難易度・目標時間・使う型)

この年度の全36問を解説した数強塾のプロ講師陣が、各問題を難易度・目標時間・使う型の3つで整理しました。難易度と目標時間は数強塾の独自の見立てで、目標時間は過去問演習をするときの1問あたりの目安です(実際の試験の時間配分を示すものではありません)。「使う型」の列は解法パターン事典の該当単元につながっています。解けなかった問題は、下の解説で解き方を確認したあと、型のページで同じ型の問題を練習すると定着が速くなります。

2025年度の全36問

大問テーマ難易度目標時間使う型(解法パターン事典)
解説へ〔Ⅰ〕【記述】2つの判別式条件と、整数の組の個数やや難約20分整数
解説へ〔Ⅱ〕【記述】4色の玉で動く点の確率標準約15分条件付き確率・独立・反復試行
解説へ〔Ⅲ〕【記述】3次関数の面積と、極大点の軌跡やや難約20分軌跡
解説へ〔Ⅰ〕【記述】球に内接する直円柱の体積の最大標準約15分積分法(体積・弧長)
解説へ〔Ⅱ〕【記述】等差数列と、その階差数列をもつ数列標準約20分数列・漸化式
解説へ〔Ⅲ〕【記述】円と放物線が囲む面積やや難約25分図形と方程式(座標)
解説へ〔Ⅰ〕【マーク】正八角形の頂点から三角形を作るやや難約25分場合の数
解説へ〔Ⅱ〕【マーク】空間ベクトルと四面体の体積比標準約25分積分法(体積・弧長)
解説へ〔Ⅲ〕【マーク】加法定理から整数解へやや難約30分整数
解説へ〔Ⅳ〕【マーク】3次関数の極値・解の個数・面積やや難約25分整数
解説へ〔Ⅴ〕【マーク】3次方程式の重解・虚数解と解と係数の関係やや難約25分複素数と方程式
解説へ〔Ⅵ〕【マーク】 の増減・凹凸と面積やや難約25分微分法(数II)
解説へ〔Ⅶ〕【マーク】 の増減・凹凸と置換積分やや難約25分微分法(数II)
解説へ〔Ⅰ〕【マーク】平面ベクトル——内分点・交点・面積・外接円やや難約20分ベクトルの図形への応用
解説へ〔Ⅱ〕【マーク】対数——底の変換・桁数・大小比較標準約18分指数・対数
解説へ〔Ⅲ〕【マーク】同じものを含む順列と、三角関数の方程式・最大最小・不等式やや難約25分場合の数
解説へ〔Ⅳ〕【マーク】対称式と、 の3乗根標準約15分複素数と方程式
解説へ〔Ⅴ〕【マーク】3次関数——極値・直交する接線・面積標準約18分微分法(数II)
解説へ〔Ⅵ〕【マーク】 の符号・接線・面積やや難約22分微分法(数II)
解説へ〔Ⅶ〕【マーク】 の増減・凹凸と、置換積分やや難約25分微分法(数II)
解説へ【マーク】無理数の整数部分と小数部分標準約5分整数
解説へ【マーク】11人から4人を選ぶ——学年の条件つき標準約8分場合の数
解説へ【マーク】倍数の和と包除原理標準約6分場合の数
解説へ【マーク】文字定数を含む連立2次不等式やや難約12分数と式
解説へ【マーク】空間ベクトル——法線と垂線の足標準約12分空間ベクトル
解説へ【マーク】放物線・法線・面積やや難約15分微分法(数II)
解説へ〔Ⅰ〕【マーク】複素数・3次方程式・場合の数標準約15分場合の数
解説へ〔Ⅱ〕【マーク】平面ベクトルと三角形の外心やや難約20分ベクトルの図形への応用
解説へ〔Ⅲ〕【マーク】三角関数の合成と最大値やや難約22分三角関数
解説へ〔Ⅳ〕【マーク】条件から2つの3次関数を決定する標準約20分微分法(数II)
解説へ〔Ⅴ〕【マーク】対数で変形する漸化式と数列の和標準約20分数列の和の全型
解説へ〔Ⅵ〕【マーク】合成関数の増減・凹凸と置換積分やや難約25分微分法(数II)
解説へ〔Ⅶ〕【マーク】媒介変数表示された点の運動やや難約25分微分法(数II)
解説へ〔Ⅰ〕【記述】整式の除法と剰余の定理標準約12分合同式と余り
解説へ〔Ⅱ〕【記述】3枚の札が等差数列になる確率標準約15分確率
解説へ〔Ⅲ〕【記述】放物線・接線・軌跡と面積標準約20分軌跡

💡 どこで差がつくか:この年度は全36問で、数強塾の見立てでは標準が17問・やや難が19問です。扱う型は17種類にわたり、同じ型が複数の大問で顔を出すため、そこを固めると得点が動きやすくなります。やや難以上が19問あるので、まず標準の問題を確実に取り切る練習から入るほうが結果につながります。目標時間の合計は約690分(過去問演習での目安)。 この冊子36問の目標時間の合計は約690分(数強塾の見立て)。

「型が出てこなかった問題」が2問以上あった人へ。それは演習量の不足ではなく、単元の型の抜けが原因であることがほとんどです。数強塾は数学専門・プロ講師のみ・完全1対1のオンライン個別指導。実際にあなたが解いた過去問の答案を見ながら、どの型が抜けているかを特定し、法政大学の出題に合わせて埋めていきます。法政大学の過去問まとめ(全年度+傾向)で他の年度も確認できます。

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※ 問題文は法政大学が公表した2025年度入学試験問題(文学部A方式I日程・経営学部A方式I日程・人間環境学部A方式・GIS A方式/数学)を、解説のために引用したものです。解説はオンライン数学専門塾「数強塾」が独自に作成したものです。当解説の答え(全8問)はすべて一般的な解答例と突き合わせて一致を確認しています。加えて、〔Ⅰ〕は の1681通りを総当たりで判定、〔Ⅱ〕は玉の取り出し方 通りの全数列挙、〔Ⅲ〕は数式処理システムでの厳密積分と400万分割の極大値の実測で独立に検算しました。

2025年度 法政大学 数学(文・経営・人間環境・GIS A方式)の傾向
  • 大問3題・すべて記述式で、全体は8つの設問。試験時間は選択科目60分です。出題範囲は数学I・II、数学A・B・C(数学IIIは含まない)。
  • 分野は2次方程式の判別式と整数解/反復試行の確率(平面上の動点)/3次関数の面積と軌跡。すべて典型分野ですが、設問の後半で必ずひとひねりあります。
  • 〔Ⅰ〕が最大の山場。「重解」と「実数解」という2つの判別式条件を 平面で図にすると、条件を満たす点は2本の線分。最後に整数点を数えるとき2本が交わる の重複を引くのを忘れないこと。
  • 〔Ⅱ〕は「4色の玉」を 方向 方向 に対応させた反復試行。各色の回数を とおいて連立方程式の非負整数解を数えるのが定石です。
  • 〔Ⅲ〕(2) は軌跡の問題 の関係を逆に解いて とし、 の条件に翻訳する——これが軌跡の答案の型そのものです。
  • 難易度は標準〜やや難。60分でこの3題は時間的に余裕がありません。〔Ⅱ〕を素早く処理して〔Ⅰ〕〔Ⅲ〕に時間を残すのが戦略です。

〔Ⅰ〕【記述】2つの判別式条件と、整数の組の個数

分野:2次方程式(判別式)・整数 難易度:やや難 目標時間:20分

【問題】

2次方程式 が重解をもち、さらに、2次方程式 が実数解をもつとする。ただし、 は実数の定数とする。

(1) のとき、 の値を求めよ。

(2) のそれぞれについて、とり得る値の範囲を求めよ。

(3) がどちらも整数であるような組 の個数を求めよ。

【解答】

(1)
(2)
(3)

〔Ⅰ〕(1)  のときの

【問題(再掲)】

が重解、 が実数解をもつとき、 での を求めよ。

【型】2つの判別式を先に整理してから、値を代入する

【なぜこうするか】
条件を2本の式にしておくと、(1)(2)(3) すべてがその使い回しで解けます。まず先に整理しましょう。

条件①(重解) の判別式を とすると

すなわち または

条件②(実数解):判別式を とすると

を代入します。条件①より または 。条件②より

なので不適。よって

【検算】 のとき、第1式は で重解 ✓ 第2式は で判別式 より実数解あり ✓ 一般的な解答例とも一致。

【定石】複数の設問がある問題は、共通の条件を最初に一度だけ整理する。ここでは「 または 」と「」の2本。これを作った時点で (1)(2)(3) はすべて代入と読み取りの作業になります。

〔Ⅰ〕(2)  のとり得る値の範囲

【問題(再掲)】

のそれぞれについて、とり得る値の範囲を求めよ。

【型】 の場合」と「 の場合」に分け、最後に合併する

【なぜこうするか】
条件①は「または」なので、素直に2つに場合分けします。

[1] のとき:条件②は 、すなわち 。解の公式から

[2] のとき:条件②は 。両辺を2倍して整理すると

このとき を動きます。

Oabb = 0b = 3a/2b = −a²+4a+6この内側が実数解の条件■ 整数の組(9個)

図1( 平面。条件を満たす点は青と緑の2本の線分。赤い破線の放物線の内側が実数解の条件)

合併します。 に注意すると はおよそ はおよそ

の範囲 の合併。左端は )、右端は )。2区間は重なっているので途切れず

の範囲 の合併。 は後者に含まれるので

【よくあるミス】2つの区間の合併が「途切れないか」を確かめないこと。もし重なっていなければ答えは2区間のままになります。 の大きさを と評価して端点の大小を必ず比較してください。

【定石】「または」でつながれた条件は、必ず 平面(パラメータ平面)に図示する。この問題では条件を満たす点が2本の線分としてはっきり見え、(3) の整数点の数え上げもその図の上で行えます。図にすれば重複も一目で分かります

〔Ⅰ〕(3) 整数の組 の個数

【問題(再掲)】

がどちらも整数であるような組 の個数を求めよ。

【型】2つの場合それぞれで数え、重複を引く(包除原理)

【なぜこうするか】
[1] のとき を満たす整数 より

したがって 7個

[2] のとき も整数になるには が偶数である必要があります。 の偶数は 3個(対応する )。

重複を確認します。[1] と [2] の両方に現れるのは、 かつ 、すなわち 1個だけ。よって

答えは9個。具体的には

【検算】 通りすべてについて、2つの判別式条件を直接判定したところ、条件を満たす整数の組はちょうど上の9個 ✓ 一般的な解答例とも一致。

【よくあるミス】 と答えてしまうこと。2本の線分は原点 で交わっており、その点は両方で数えられています。「または」で場合分けしたら、最後に必ず重なりを確認する——これが包除原理の最も基本的な使い方です。

【定石】 の形で「両方整数」なら、分母を払って —— は偶数。分数係数の関係式で整数条件を課すときは、まず分母を払って整除条件に直すのが確実です。

〔Ⅱ〕【記述】4色の玉で動く点の確率

分野:確率(反復試行) 難易度:標準 目標時間:15分

【問題】

青玉、黒玉、白玉、赤玉が1つずつ入っている袋から玉を1つ取り出し、その色を確認してから袋に戻す、ということを何回か繰り返す。このとき、1回ごとに、 平面上の動点 を、取り出した玉の色に従って次のように平行移動する。すなわち、青のときは 軸方向に 、黒のときは 軸方向に 、白のときは 軸方向に 、赤のときは 軸方向に 平行移動する。なお、袋から玉を取り出し始める前は、 は原点にある。次の場合の確率を求めよ。

(1) 玉を2回取り出し終えたとき、 が原点にある。

(2) 玉を3回取り出し終えたとき、 が点 にある。

(3) 玉を4回取り出し終えたとき、 が点 にある。

【解答】

(1)  (2)  (3)

〔Ⅱ〕(1) 2回で原点に戻る確率

【問題(再掲)】

玉を2回取り出し終えたとき が原点にある確率を求めよ。

【型】2回で戻るには「逆向きの1組」——並べ方まで数える

【なぜこうするか】
玉を戻すので毎回どの色も等確率 。2回の取り出し方は 通りで、これらは同様に確からしいので「原点に戻る取り出し方が何通りか」を数えれば済みます

2回の移動の和が になるのは、打ち消し合うペアのとき。すなわち

  • 青()と白()を1回ずつ:順序が2通り
  • 黒()と赤()を1回ずつ:順序が2通り

合わせて4通り。よって

【検算】 通りをすべて列挙して終点を計算したところ、原点に戻るものは4通り ✓ 一般的な解答例と一致。

【定石】各回が等確率なら「確率」ではなく「場合の数」を数えるほうが速い。分母は と決まっているので、分子だけに集中できます。同様に確からしいことを一言添えるのを忘れずに。

〔Ⅱ〕(2) 3回で点 にある確率

【問題(再掲)】

玉を3回取り出し終えたとき が点 にある確率を求めよ。

【型】各色の回数を とおいて連立方程式の非負整数解を数える

【なぜこうするか】
青・白・黒・赤の回数をそれぞれ 以上の整数)とおくと、終点が である条件は

の値で場合分けするのが手早いです( が偶数なので候補が絞れます)。

  • より 。並べ方は 通り
  • より 。青・黒・赤を1回ずつなので 通り
  • となり不適

合わせて 通り。取り出し方の総数は 通りなので

【検算】 通りの全数列挙で終点が になるものは9通り ✓ 一般的な解答例と一致。

【定石】「終点が指定された移動」は、各方向の回数を文字にして連立方程式に直す。あとは非負整数解を数え上げ、それぞれの並べ方を掛けるだけ。移動の順序を直接追いかけるより、はるかに数え漏らしが起きません。

【よくあるミス】「青2回・白1回」の並べ方を 通りと数えてしまうこと。何回目に何色を引くかまで区別するので、同じものを含む順列 通りです。分母を にした以上、分子も順序込みで数えなければ整合しません。

〔Ⅱ〕(3) 4回で点 にある確率

【問題(再掲)】

玉を4回取り出し終えたとき が点 にある確率を求めよ。

【型】同じく連立——今度は 両方に の差がつく

【なぜこうするか】
条件は

を第3式に代入すると、一気に絞れます。

したがって または の2通りだけです。

  • :並べ方は 通り
  • :並べ方は 通り

合わせて 通り。総数は 通りなので

【検算】 通りの全数列挙で終点が になるものは24通り ✓ 一般的な解答例と一致。

【定石】「差」の条件は代入して未知数を減らす と置き換えれば、4変数の問題が という1本の式になります。場合分けを列挙する前に、まず変数を減らせないか考える——これで数え漏らしがほぼ防げます。

〔Ⅲ〕【記述】3次関数の面積と、極大点の軌跡

分野:微分法・積分法(3次関数)・軌跡 難易度:やや難 目標時間:20分

【問題】

とおく。ただし、 は正の定数とする。

(1) 曲線 軸で囲まれたすべての部分の面積の和が となるとき、 の値を求めよ。

(2) が極大となる の値を とおく。 が正の実数全体を動くとき、点 の軌跡を図示せよ。

【解答】

(1)
(2) 曲線 の部分(端点 は含まない)

〔Ⅲ〕(1) 囲まれた部分の面積の和

【問題(再掲)】

軸で囲まれたすべての部分の面積の和が となる を求めよ。

【型】奇関数だから左右対称——片方を求めて2倍する

【なぜこうするか】
まず因数分解して 軸との交点を出します。 とおくと

交点は の3つ。 は奇関数 の奇数乗だけ)なので原点対称で、囲まれる2つの部分の面積は等しくなります。

では より 。したがって面積の和

ここで より なので 。これが に等しいとして

より 、すなわち となり不適)。

【検算】数式処理システムで の式として厳密に求めると の正の解は のみ ✓ 一般的な解答例とも一致。

【よくあるミス】4乗根をとるときに だけを見ること。 の実数解は の2つあり、 だから」と理由を書いて片方を捨てるのが答案として必要です。

【定石】奇関数 軸が囲む2つの部分は合同。片側だけ積分して2倍すればよく、しかも公式 の形で覚えておくと速い。対称性を先に確認するだけで計算量が半分になります。

〔Ⅲ〕(2) 極大点 の軌跡

【問題(再掲)】

が極大となる とする。 が正の実数全体を動くとき、点 の軌跡を図示せよ。

【型】パラメータ で表し直し、 の条件を の条件に翻訳する

【なぜこうするか】
まず極大点を求めます。

の係数が正なので小さいほうが極大 より なので

ここが軌跡の答案の核心です。この式を について解き直すと

が正の実数全体を動く」という条件は、そのまま の条件に翻訳できて

次に だけで表します。 なので 。したがって

よって点 上にあり、 の動く範囲は 。求める軌跡は

で、端点 は含みません に対応し、 を満たさないため)。

O−1/32/9xyy = −6x³(x < −1/3)軌跡ではない部分

図2(求める軌跡は実線部分。白丸の端点 は含まない)

【検算】 の4通りについて を400万分割して極大値を実測したところ、極大点はそれぞれ 。いずれも を満たし( など)、かつ ✓ 一般的な解答例とも一致。

【よくあるミス】 と答えて範囲を書かないこと。軌跡の答案は「曲線の式」+「動く範囲」+「端点を含むか」の3点セット等号を含まないので端点は除外——ここまで書いて初めて完答です。

【定石】軌跡は「パラメータを消去する」+「パラメータの動く範囲を座標の条件に翻訳する」 と逆に解けば、 に変わります。逆に解けるかどうかが、範囲を正しく出せるかの分かれ目です。

この冊子で身につけたい「型」一覧
  • 複数設問の問題は、共通条件を最初に一度だけ整理する(判別式2本を先に作る)
  • 「または」でつながれた条件はパラメータ平面に図示する——重複が一目で分かる
  • 2区間の合併は端点の大小を必ず比較 と評価する)
  • で両方整数なら に直して整除条件に は偶数)
  • 場合分けして数えたら最後に重複を引く(包除原理)
  • 各回が等確率なら「場合の数」を数える——分母は と決まっている
  • 移動の問題は各方向の回数を とおいて連立方程式に
  • 「差」の条件は代入して未知数を減らす
  • 同じものを含む順列 で並べ方を数える
  • 奇関数と 軸が囲む2つの部分は合同——片側を2倍
  • の実数解は ——理由を書いて片方を捨てる
  • 3次関数は の係数が正なら「小さいほうの解が極大」
  • 軌跡は「パラメータ消去」+「範囲の翻訳」+「端点を含むか」の3点セット

この解説を書いている講師に、直接習うことができます。

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※ 問題文は法政大学が公表した2025年度入学試験問題(数学)を、解説のために引用したものです。解説はオンライン数学専門塾「数強塾」が独自に作成したものです。当解説の答え(全9問)はすべて一般的な解答例と突き合わせて一致を確認しています。加えて、〔Ⅰ〕は300万分割による最大値の実測、〔Ⅱ〕は から までの直接計算、〔Ⅲ〕は数式処理システムでの厳密解と、境界を1100点で折れ線化したシューレース公式による面積の照合で独立に検算しました。

2025年度 法政大学 数学(この冊子)の傾向
  • 大問3題・すべて記述式で、全体は9つの設問。分野は球に内接する直円柱の最大化/等差数列と階差数列/円と放物線が囲む面積
  • 〔Ⅰ〕は「文字を1つに減らす」だけの素直な最大値問題。半径 ・高さ から底面の半径が と出るところが唯一の関門で、あとは3次関数の増減表です。
  • 〔Ⅱ〕は条件の読み取りが勝負。「和が 」から中央項 が即決し、「積が 」と「単調増加」を組み合わせると しかありえないと絞れます。
  • 〔Ⅲ〕(3) がこの冊子の山場。円弧と放物線と 軸で囲まれた領域の面積を、垂線 で「放物線の下」「直角三角形」「扇形」の3つに切り分けて足します。積分だけでは扇形が出せません。
  • 難易度は標準。〔Ⅰ〕〔Ⅱ〕は完答を狙え、〔Ⅲ〕(3) の分割の発想で差がつきます

〔Ⅰ〕【記述】球に内接する直円柱の体積の最大

分野:微分法(3次関数の最大)・空間図形 難易度:標準 目標時間:15分

【問題】

半径 の球とその球に内接する直円柱について考える。直円柱の高さは で、 は正の定数とする。このとき、次の問いに答えよ。

(1) 球の表面積を の関数 で表し、その導関数を求めよ。

(2) 直円柱の体積を を用いて表せ。

(3) のときの直円柱の体積を の関数 で表すとき、 の増減表を書き、最大値を求めよ。また、そのときの直円柱の高さを求めよ。

【解答】

(1)
(2)
(3) 最大値 )、そのときの高さは

〔Ⅰ〕(1) 球の表面積とその導関数

【問題(再掲)】

球の表面積を の関数 で表し、その導関数を求めよ。

【型】球の表面積は ——公式をそのまま微分するだけ

【なぜこうするか】
半径 の球の表面積は は定数なので、 で微分して

この結果には意味があります。球の体積は で、これを微分すると 。つまり「体積を半径で微分すると表面積」。半径を だけ増やすと、増える体積が「表面積 厚さ」になる、という直感そのものです。

【定石】「体積を半径で微分すると表面積」「面積を半径で微分すると円周」——半径を少し増やしたときに増える分が、その外側の「皮」の大きさになるからです。公式を忘れたときの復元にも、覚え違いの検算にも使えます

【よくあるミス】球の表面積 と円の面積 を混同すること。球の表面積は「大円の面積の4倍」と覚えておくと取り違えません。体積 との区別も含めて、次数( か)で見分けるのが確実です。

〔Ⅰ〕(2) 内接する直円柱の体積

【問題(再掲)】

半径 の球に内接し、高さが の直円柱の体積を を用いて表せ。

【型】立体は「中心軸を通る断面」で平面の問題に落とす

【なぜこうするか】
直円柱の中心軸を通る平面で切ると、円に内接する長方形が現れます。円の半径は 、長方形の高さは

h√(a²−h²)a半径 a の球(の断面)中心高さ 2h の直円柱

図1(中心軸を通る断面。中心・上面の中心・上面の縁がつくる直角三角形から底面の半径が出る)

球の中心から上面の中心までの距離が 、球の中心から上面の縁までの距離が (球面上の点だから)。この2辺は直角をなすので、三平方の定理より底面の半径

したがって直円柱の体積は「底面積 高さ」で

【定石】球に内接する立体は「中心軸を通る断面」を描く。3次元の情報がそのまま2次元の直角三角形に落ち、三平方の定理1回で関係式が出ます。高さを と最初から2倍で置いているのは、中心から測る で計算させるための出題者の親切です。

〔Ⅰ〕(3)  のときの最大値

【問題(再掲)】

のときの体積 の増減表を書き、最大値と、そのときの直円柱の高さを求めよ。

【型】定義域を先に確定させてから、増減表を書く

【なぜこうするか】
まず の動く範囲を押さえます。底面の半径 が実数かつ正であるためには 。( では底面が点になり円柱になりません。)

(2) に を代入して

では なので、 の符号は の符号で決まります。したがって で増加、 で減少。増減表は次の通り。

  • (増加)
  • (極大)
  • (減少)

よって で最大となり

このときの直円柱の高さは

【検算】 から まで300万分割して を数値計算すると、最大値 でとりました。理論値は ✓ 一般的な解答例とも一致。

【よくあるミス】「高さを求めよ」に と答えること。問題文で高さは と定義されているので、答えは です。文字が何を表すかを最後にもう一度読み返す——記述式では特にここで点を落とします。

【定石】最大最小の答案は「定義域 微分 増減表 値」の順で書く。定義域を先に書いておけば、 を候補から外す理由が自動的に済みます。増減表を求められている問題では、必ず表の形で書きましょう。

〔Ⅱ〕【記述】等差数列と、その階差数列をもつ数列

分野:数列(等差数列・階差数列) 難易度:標準 目標時間:20分

【問題】

は自然数であり、次のように定められた2つの数列 がある。数列 は等差数列で、、かつ の3つの項の和が 、積が である。数列 の階差数列が数列 であり、初項 は整数である。このとき、次の問いに答えよ。

(1) 数列 の一般項を求め、また数列 の一般項を を用いて表せ。

(2) を満たす の最大値を とする。このとき、 となる の値を求めよ。

(3) すべての自然数 に対して、 となる の最小値を求めよ。

【解答】

(1)
(2)
(3)

〔Ⅱ〕(1)  の一般項

【問題(再掲)】

、和が 、積が のとき、 の一般項と、階差数列が である の一般項を求めよ。

【型】等差数列の連続3項は「中央項 公差」——和は中央項の3倍

【なぜこうするか】
公差を とすると、連続3項は 和は になって が消えます

積が なので3項のどれかが なので または

ここで を意味します なので

  • とすると
  • とすると ✗(単調増加に反する)

よって

の一般項:階差数列が なので、 のとき

でも成立するか確認します:右辺に を入れると ✓ よってこの式はすべての自然数 で成立します。

【検算】 から求めると 。和は ✓ 積は ✓ 単調増加 ✓ 一般的な解答例とも一致。

【よくあるミス】階差数列の公式で の断りを書かず、 の確認もしないこと。 のとき意味をもたないので、 で成立」と書き、そのあと でも成り立つことを確かめる——これが記述式の作法です。

【定石】等差数列の連続3項は と中央項を軸に置く。和が問われたら 、積が問われたら と、どちらもきれいな形になります。「和 中央項が即決」は反射的に使いたい型です。

〔Ⅱ〕(2)  となる

【問題(再掲)】

を満たす の最大値を とするとき、 となる を求めよ。

【型】 を先に確定 の公式で計算

【なぜこうするか】
。よって なので等号込みで が最大)。

から まで足します。 は定数なので 個分、残りは公式で。

これが に等しいので 、すなわち

【検算】 として から まで直接足すと ✓ 一般的な解答例とも一致。

【定石】 の中に定数項があったら「項数 定数」 であって ではありません。 を分解したら、各項が何個あるかを毎回確認してください。

〔Ⅱ〕(3) すべての となる の最小値

【問題(再掲)】

すべての自然数 に対して となる の最小値を求めよ。

【型】「すべての で成立」=「最小値が 」——最小の を探す

【なぜこうするか】
を平方完成すると

軸は は自然数なので、軸に最も近い で最小になります(軸からの距離がどちらも で等しい)。

確かに等しく、最小値は 。すべての となる条件は

は整数なので、最小値は

【検算】 として から まで を計算すると、負になる は1つもありません ✓ 一方 では ✓ したがって が最小。一般的な解答例とも一致。

【よくあるミス】 を代入して最小値を としてしまうこと。 は自然数なので、軸そのものは代入できません。軸をはさむ2つの整数の値を比べる——今回はたまたま等しくなりました。

【定石】「すべての について不等式が成立」は「左辺の最小値 」に言い換える。数列( が整数)の場合は、軸の左右の整数を必ず両方調べるのが鉄則です。

〔Ⅲ〕【記述】円と放物線が囲む面積

分野:図形と方程式(円・接線)・面積 難易度:やや難 目標時間:25分

【問題】

定数 とする。座標平面上で 軸上の点 を中心とする半径 の円 を考える。また、円 上に点 がある。点 と点 は円 軸との交点で、 座標の値が小さいほうを点 とする。また、点 は原点 から円 に引いた接線の接点のうち、 座標が正の値の点とする。点 は、原点 から点 を通る直線を引き、それが円 と交わるもう一つの点とする。このとき、次の問いに答えよ。

(1) の値を求め、また点 の座標を求めよ。

(2) の値を求めよ。

(3) を正の定数とし、関数 のグラフ が点 を通るとする。 の値を求め、 軸と 、そして弧 で囲まれる領域の面積を求めよ。

【解答】

(1)
(2)
(3) 、面積

〔Ⅲ〕(1)  の値と接点 の座標

【問題(再掲)】

を通るときの )と、原点からの接線の接点 )を求めよ。

【型】接点は「接線の公式に原点を代入」で一発

【なぜこうするか】
を通るので

より。よって円 、中心 、半径

軸との交点は として 、すなわち

接点 を求めます。 とおくと、 における接線は

これが原点を通るので を代入して

また は円 上なので を代入して

よって

【検算】 かつ は円上」という条件で数式処理システムに解かせても同じ点が得られ、 ✓ 一般的な解答例とも一致。

【定石】 上の点 での接線は 「接線が通る点を代入するだけで接点の座標が1つ決まる」のが強力で、 で連立するより速いことが多いです。

〔Ⅲ〕(2) 三角形の面積比

【問題(再掲)】

の値を求めよ。

【型】「共通の角をはさむ2辺の積の比」——または相似を見抜く

【なぜこうするか】
まず を求めます。直線 上の点は と書けるので、円 の式に代入して

なので、もう一方の

2つの三角形は を共有しています。 がその角をはさむ2辺。したがって

それぞれの長さは なので

相似を使う別解:方べきの定理から が成り立つので 。これと共通角から は相似で、相似比は 。面積比はその2乗で

【検算】座標から直接 と計算でき、比は ✓ 一般的な解答例とも一致。

【定石】角を共有する2つの三角形の面積比は「はさむ2辺の積の比」 が約分される)。座標を出して直接計算してもよいが、この公式なら長さだけで済みます。相似が見えればさらに速い。

〔Ⅲ〕(3)  の値と、囲まれる領域の面積

【問題(再掲)】

を通るときの と、 軸・・弧 で囲まれる領域の面積を求めよ。

【型】曲線が混ざった領域は「垂線で切って、積分できる部分・三角形・扇形に分ける」

【なぜこうするか】
を通るので

面積の求め方がこの問題の核心です。領域の境界は「 軸」「放物線 」「円弧 」の3種類。円弧が入っている以上、積分だけでは終わりません(扇形は角度で求めるほうが速い)。そこで から 軸に下ろした垂線の足を とし、さらに中心 を結んで3つに切ります。

DBACD’OxyF : y = kx²円 S[1][2][3]

図2(水色が求める領域。垂線 と半径 で [1] 放物線の下・[2] 直角三角形・[3] 扇形の3つに分かれる)

[1] 軸と 、直線 で囲まれる部分(放物線の下、

[2] 直角三角形 座標)、 なので

[3] 中心 ・弧 の扇形:中心角を求めます。直角三角形

より左、 より右なので 。したがって扇形の面積は

3つを足して

【検算】領域の境界( 軸・円弧・放物線)を合計1100点で折れ線に近似し、シューレース公式で面積を計算すると 。一方 ✓ 小数第5位まで一致。一般的な解答例とも一致。

【よくあるミス】全部を積分で処理しようとすること。円弧の部分を と書いて積分すると三角関数の置換が必要になり、時間内に終わりません。円が絡んだら「扇形+三角形」で切り分けるのが原則です。

【定石】複数種類の曲線で囲まれた面積は、境界の変わり目から補助線(垂線・半径)を引いて分割する。分割後の各片が「積分できる形」「三角形」「扇形」のいずれかになれば勝ちです。補助線は境界の変わり目(この問題では )から引く——これが分割の勘所です。

この冊子で身につけたい「型」一覧
  • 球の体積を半径で微分すると表面積
  • 球に内接する立体は「中心軸を通る断面」で平面の問題に落とす
  • 最大最小は「定義域 → 微分 → 増減表 → 値」の順で書く/問われている量( か)を最後に確認
  • 等差数列の連続3項は中央項を軸に ——和は
  • 階差数列の公式は「 で成立」と書き、 を別に確認
  • の中の定数項は「項数 定数」
  • 「すべての で成立」=「最小値 が整数なら軸の左右の整数を両方調べる
  • 円上の点 での接線は ——通る点を代入して接点を決める
  • 角を共有する2つの三角形の面積比は「はさむ2辺の積の比」
  • 方べきの定理 から相似が見える/面積比は相似比の2乗
  • 円が絡む面積は「扇形+三角形+積分できる部分」に切り分ける——境界の変わり目から補助線

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※ 問題文は法政大学が公表した2025年度入学試験問題(情報科学部・デザイン工学部・理工学部・生命科学部 A方式I日程/数学)を、解説のために引用したものです。解説はオンライン数学専門塾「数強塾」が独自に作成したものです。当解説の答えはすべて一般的な解答例と突き合わせて一致を確認しています。加えて、〔Ⅰ〕は三角形 通り・2回操作 通りの全数列挙と線分交差判定、〔Ⅱ〕は数式処理システムでの連立求解と行列式による体積計算、〔Ⅲ〕は三角関数の恒等式の数値検証と の全数チェックで独立に検算しました。

2025年度 法政大学 数学(情報科学・デザイン工・理工・生命科学 A方式I日程)の傾向
  • 90分・マークシート方式で、志望学部・学科によって解答する大問が指定されています。〔Ⅰ〕〔Ⅱ〕〔Ⅲ〕は全員が解答する共通問題で、その後〔Ⅳ〕〔Ⅴ〕または〔Ⅵ〕〔Ⅶ〕に分かれます。このページでは共通の〔Ⅰ〕〔Ⅱ〕〔Ⅲ〕(全23問)を扱います
  • 分野は正八角形の頂点を選ぶ場合の数/空間ベクトルと四面体の体積比/三角関数の加法定理と整数解
  • 〔Ⅰ〕がこの冊子の白眉。「二等辺」「直角」「どちらでもない」を数えたあと、2つの三角形の辺が交わらない場合の数まで問われます。円周上の6点では「連続3個ずつに分ける」ときだけ交わらないという事実に気づけるかどうかがすべてです。
  • 〔Ⅱ〕は完全に計算問題。内積・面積・内分点・平面の交点・体積比と、空間ベクトルの基本操作が一通り出ます。取りこぼしのない計算力が問われるタイプです。
  • 〔Ⅲ〕は誘導が非常に丁寧 から で表し、最後は整数解を探す問題に化けます。答えは という美しい等式です。
  • 難易度は標準〜やや難。90分でこの分量は決して楽ではなく、〔Ⅱ〕を速く正確に処理して〔Ⅰ〕〔Ⅲ〕に時間を残すのが戦略になります。

〔Ⅰ〕【マーク】正八角形の頂点から三角形を作る

分野:場合の数 難易度:やや難 目標時間:25分

【問題】

正八角形 とする。 の8個の頂点は、すべて同一円周上にある。

(1) の8個の頂点のうち、相異なる3個を選んで結び、三角形を作る。作られた三角形を とする。

(a) 相異なる3個の頂点の選び方は[アイ]通りである。

(b) が二等辺三角形になるような3個の頂点の選び方は[ウエ]通りである。

(c) が線分 を斜辺とする直角三角形になるような3個の頂点の選び方は[オ]通りである。

(d) が直角三角形になるような3個の頂点の選び方は[カキ]通りである。

(e) が二等辺三角形ではなく、かつ、 が直角三角形でもないような3個の頂点の選び方は[クケ]通りである。

(2) の8個の頂点のうち、相異なる3点を選ぶ操作を2回行う。ここで、1回目に選んだ頂点を2回目に再び選んでもよいものとする。1回目の操作で選んだ3点を頂点とする三角形を 、2回目の操作で選んだ3点を頂点とする三角形を とする。 が共有する頂点の個数を とする。

(a) となる場合は[コサシ]通りある。

(b) となる場合は[スセソ]通りある。

(c) の頂点と の頂点からなる集合が であるとき、 となり、かつ、 の辺と の辺が交わらないような場合は[タ]通りある。

(d) となり、かつ、 の辺と の辺が交わらないような場合は[チツテ]通りある。

【解答】

(1) アイ  ウエ  オ  カキ  クケ
(2) コサシ  スセソ  タ  チツテ

〔Ⅰ〕(1)(a)(b) [アイ][ウエ]選び方の総数と二等辺三角形

【問題(再掲)】

正八角形の8頂点から3個を選ぶ方法の総数と、二等辺三角形になる選び方を求めよ。

【型】二等辺三角形は「頂角の位置」で数える——頂点を決めて、左右対称に2点を取る

【なぜこうするか】
(a)単に3個選ぶだけなので 通り。アイ

(b)正八角形の頂点は円周を8等分しているので、2辺の長さが等しい 頂角の頂点から見て左右対称。頂角にする頂点を1つ決め(8通り)、そこから左右に 個ずつ離れた2点を取ります。

の3通り(左右が同じ点になってしまうので三角形になりません)。よって

重複がないことの確認:同じ三角形が2回数えられるのは「2通りの見方で二等辺」=正三角形のときですが、正八角形の頂点で正三角形は作れません で割り切れない)。よってウエ

ABCDEFGH△ACE:AE が直径 → 直角三角形△ACG:AC = AG → 二等辺三角形

図1( は円の直径。 は直角三角形、 を頂角とする二等辺三角形)

【検算】8頂点を単位円周上に置き、 通りすべての三角形について3辺の長さを比較したところ、二等辺(正三角形を含まない)は 通り ✓ 一般的な解答例と一致。

【定石】 角形の二等辺三角形は「頂角の頂点 開き 」で数える が偶数のときは が使えないこと、 の倍数のときは正三角形の3重カウントを引くこと——この2点だけ気をつければ機械的です。

〔Ⅰ〕(1)(c)(d) [オ][カキ]直角三角形

【問題(再掲)】

を斜辺とする直角三角形の選び方と、直角三角形になる選び方の総数を求めよ。

【型】円に内接する直角三角形 斜辺が直径(タレスの定理)

【なぜこうするか】
(c) は正八角形で向かい合う頂点なので、 は外接円の直径。直径に対する円周角は なので、残り6個のどの頂点を選んでも直角三角形になります。よって

(d)逆に、直角三角形になるのは斜辺が直径のときに限られます。正八角形の直径は

4本。それぞれについて第3の頂点が6通りなので

よってカキ

【定石】円周上の点で直角三角形を数えるときは、必ず「直径を選ぶ 第3点を選ぶ」。直径の本数は正 角形なら 本。頂点が奇数個の正多角形には直径がないので、直角三角形は1つもできません——この対比も覚えておくと使えます。

〔Ⅰ〕(1)(e) [クケ]二等辺でも直角でもない

【問題(再掲)】

二等辺三角形でも直角三角形でもない選び方は何通りか。

【型】「どちらでもない」=全体 (和集合)——包除原理で重なりを引く

【なぜこうするか】
二等辺の集合を 、直角の集合を とすると、求めるのは 。包除原理から

は直角二等辺三角形。斜辺が直径で、しかも2辺が等しい——つまり第3の頂点が弧の中点にあるときです。各直径に対して、円の上側・下側に1個ずつ、計2個。

(例:直径 に対しては 。実際 の直角二等辺三角形です。)したがって

よってクケ

【検算】 通りを全数列挙して「二等辺でない、かつ直角でない」を数えると 通り ✓ 一般的な解答例と一致。

【定石】「AでもBでもない」の個数は、全体から を引く重なりを具体的に特定できるかが勝負で、ここでは「直角二等辺三角形」がそれ。重なりが何かを言葉で言えないうちは式を書かないのが安全です。

【よくあるミス】 としてしまうこと。二等辺かつ直角である三角形を2回引いてしまっています。「どちらでもない」を数えるときは、必ず重なりの個数を確認して足し戻す——包除原理の基本です。

〔Ⅰ〕(2)(a)(b) [コサシ][スセソ]共有頂点の個数

【問題(再掲)】

3点を選ぶ操作を2回行うとき、共有頂点数 の場合と の場合はそれぞれ何通りか。

【型】1回目を先に固定し、2回目の選び方を数える(順序つきで数える)

【なぜこうするか】
「1回目」「2回目」と区別されているので、 の順序つきの組を数えます。

(a) 通り。 の3頂点を避けて残り5個から3個なので 通り。

よってコサシ

(b) 通り。 の3頂点のうちちょうど2個を共有するので、共有する2個の選び方が 通り、残り1個は 以外の5個から選ぶので 通り。

よってスセソ

【検算】 通りの を全数列挙して共有頂点数で分類すると、 ✓ 一般的な解答例と一致。

【定石】順序が区別される操作は、順序つきの組をそのまま数える で割らない)。「1回目」「2回目」と書かれていたら区別あり、「2つ選ぶ」なら区別なし——問題文の言葉づかいで判断します。

【よくあるミス】「ちょうど2個」を「2個以上」と取り違えること。3個すべて一致する場合()を含みません。残り1個を「 以外の5個から」と限定するのがその処理です。

〔Ⅰ〕(2)(c) [タ]6点を2つの三角形に分けて交わらない場合

【問題(再掲)】

の頂点全体が であり、 かつ辺が交わらない場合は何通りか。

【型】円周上の6点を2つの三角形に分けて交わらない 「連続3個ずつ」に分ける

【なぜこうするか】
はこの順に円周上に並んでいます。6点を3個ずつに分けて2つの三角形を作るとき、2つの三角形の辺が交わらないのは、円周上で2つの組が「入り混じらない」ときです。

ABCDEF連続3個ずつ → 交わらない ○ABCDEF交互に取る → 辺が交わる ×

図2(左:連続3個ずつなら2つの三角形は離れる。右:交互に取ると必ず辺が交わる)

円周上で連続する3個を取る取り方は

の6通りですが、それぞれの補集合もまた連続3個なので、組(分け方)としては3通り)。

どちらを にするかで2通りあるので

よって

【検算】全ペアについて9組の辺どうしの交差判定を行い、この条件を満たすものを数えたところ 通り ✓ 一般的な解答例と一致。

【定石】円周上の点でできる2つの図形が交わらない 円周上で「区間に分かれる」。逆に、円周を回るときに2つの組が交互に現れれば必ず交わります。「交わらない」条件は、円周上の並び順の問題に翻訳できる——これがこの設問の核心です。

〔Ⅰ〕(2)(d) [チツテ]8点全体から選ぶ場合

【問題(再掲)】

かつ の辺と の辺が交わらない場合は何通りか。

【型】「使う6点を選ぶ」「その6点での分け方」——前問の結果を再利用する

【なぜこうするか】
なので 合計6個の相異なる頂点を使います。手順を2段階に分けます。

  • どの6個を使うか 通り
  • その6点を交わらないように2つの三角形に分ける:(c) と同じ議論で 通り

ここが重要です。選んだ6点は正八角形の頂点なので必ず円周上にあり、しかも凸の位置にあります。したがって「連続3個ずつ」という判定基準はどの6点を選んでも同じように使えます(ここでいう「連続」は、選んだ6点だけを円周順に並べたときの連続)。よって

よってチツテ

【検算】 通りすべてについて と辺の交差を判定したところ 通り ✓ 一般的な解答例と一致。

【定石】「一部を選んでから、その中で並べる」型は積の法則で2段階に分ける。前問が「特定の6点での分け方」を求めていたのは、この設問でその を再利用させるための誘導でした。直前の設問の答えがそのまま因子になる——マーク式の誘導では常に疑ってください。

〔Ⅱ〕【マーク】空間ベクトルと四面体の体積比

分野:空間ベクトル 難易度:標準 目標時間:25分

【問題】

を原点とする座標空間に、3点 がある。

ベクトル の内積は [アイ]である。三角形 の内角 の大きさを とする。 が[ウ]、 が[エ])であり、三角形 の面積は[オカ]である。

線分 に内分する点を とする。 の座標は が[キ]、 が[ク])である。

直線 上に点 があり、 を満たすとする。 を実数とする。 とすると、 が[ケ]、 が[コ])である。

から 平面に下ろした垂線と、 平面の交点を とする。直線 と平面 の交点を とする。 を実数とする。 とすると、 が[サシ]、 が[ス])、 が[セソ]、 が[タ])である。 座標は が[チツ]、 が[テ])である。

四面体 の体積を 、四面体 の体積を とするとき、 が[ト]、 が[ナ])である。

【解答】

アイ  ウ  エ  オカ  キ  ク  ケ  コ
サシ  ス  セソ  タ  チツ  テ  ト  ナ

〔Ⅱ〕 [アイ][ウ][エ][オカ]内積・余弦・面積

【問題(再掲)】

について、内積・ の面積を求めよ。

【型】内積 面積、と一直線に進む

【なぜこうするか】
内積は成分の積の和で アイ

長さ同じ長さ——座標が対称なので当然です)。よって

、エ より正)なので

よってオカ

【定石】三角形の面積は でも一発です。ここでは を経由しないので符号ミスが起きません

〔Ⅱ〕 [キ][ク][ケ][コ]内分点 と点

【問題(再掲)】

に内分する点 の座標と、 を満たす を求めよ。

【型】内分の公式は「遠いほうに大きい重み」—— なら

【なぜこうするか】
に内分するので、 に近い点。公式は

よって、ク

なので

との内積が なので

したがって 、コ 。このとき

【定石】「直線上の点」は1文字、「平面上の点」は2文字で表すのが空間ベクトルの基本。ここでは が直線 上なので ひとつ、次の が平面 上なので のふたつ。文字の個数は「自由度」そのものです。

【よくあるミス】内分の公式で重みを逆にすること。 の内分点は —— の側に付く。迷ったら「 なら 寄り」と図で確認してから式を書いてください。

〔Ⅱ〕 [サシ][ス][セソ][タ][チツ][テ]平面との交点

【問題(再掲)】

直線 から 平面への垂線の足)と平面 の交点 について、 座標を求めよ。

【型】「平面上の点」は2文字で表し、「直線上の点」の条件を成分で書いて連立

【なぜこうするか】
の真下なので 直線 の鉛直線です( だけが動く)。

一方 は平面 上なので

成分と 成分だけで が決まります は自由なので条件にならない)。

第2式から 、すなわち 。第1式に代入して

よって サシ 、ス 、セソ 、タ

座標は チツ 、テ

が負であることの意味 は三角形 内部ではなく、平面上の外側にあります。「平面 」は三角形ではなく無限に広がる平面なので、これで問題ありません。

【検算】数式処理システムで連立を解くと ✓ 確かに を満たしています。一般的な解答例とも一致。

【定石】「平面と直線の交点」は、平面上の点を2文字で表し、直線の条件(成分)を代入して連立。この問題のように直線が座標軸に平行なら、条件は の2本だけ——ちょうど未知数の個数と一致します。

〔Ⅱ〕 [ト][ナ]四面体の体積比

【問題(再掲)】

四面体 の体積 、四面体 の体積 について を求めよ。

【型】原点を頂点にもつ四面体の体積は

【なぜこうするか】
原点 と3点 がつくる四面体の体積は、3つの位置ベクトルを並べた行列式で

(四面体 で、 成分が なので第3列で展開すると

(四面体 。同じく 成分に注目して

よって、ナ

比だけなら底面積と高さで考えてもよい:どちらも 平面上の三角形()を底面、 座標を高さと見ると、、高さの比は 。よって ✓ 同じ答えです。

【定石】体積「比」を問われたら、行列式でも「底面積 高さ」でもよい底面が同じ平面に乗っているなら後者が圧倒的に速い——この問題は がすべて 平面上にあるので、まさにその形でした。

〔Ⅲ〕【マーク】加法定理から整数解へ

分野:三角関数(加法定理・2倍角)・整数 難易度:やや難 目標時間:30分

【問題】

を正の実数とし、 をそれぞれ を満たす実数とする。 はさらに

を満たすとする。

(1) のとき、 が[ア]、 が[イ])、 が[ウ]、 が[エ])である。

(2) 加法定理より が[オ]、 が[カ])である。ただし[オ][カ]はA群から選べ。A群

の式で表すと が[キ]、 が[ク])となる。また であるから、 が[ケ]、 が[コ])となる。ただし[キ]〜[コ]はB群から選べ。B群

[コ][ケ][サ]である(B群から選べ)。したがって が[サ]、 が[ケ]) である。

であるから、[サ]と[ケ]は同符号である。[ケ][シ] である([シ]はC群 から選べ)。 であるから、不等式 の解は が[ス]、 が[セ])である。

(3) が整数であるとする。 であるから、 より[サ][ソ][ケ]である([ソ]はD群 から選べ)。

(4) 、および を満たす整数 と整数 の組 のうち、 が最大であるような組は が[タ]、 が[チ])である。

【解答】

(1) ア  イ  ウ  エ
(2) オ  カ  キ  ク  ケ  コ  サ  シ  ス  セ
(3) ソ  (4) タ  チ

〔Ⅲ〕(1) [ア][イ][ウ][エ] のときの

【問題(再掲)】

のとき、 を求めよ。

【型】 を使う(三角比の相互関係)

【なぜこうするか】
なので 。相互関係から

、イ 。2倍角の公式( だけの形)を使って

よって、エ

【定石】 が与えられたら 2倍角には3つの形()があり、直前に求めた量に合う形を選ぶのがコツです。

〔Ⅲ〕(2) [オ][カ][キ][ク]加法定理と2倍角

【問題(再掲)】

をA群の式で表し、 の式(B群)で表せ。

【型】 を代入すると、加法定理が に化ける

【なぜこうするか】
正接の加法定理は として を代入すると

したがって)、カ

次に で。2倍角の公式 を代入します。

分母分子に を掛けるのが計算のコツです。よって)、ク

【検算】 の5通りで を数値計算すると、小数第12位まで一致 ✓ 記号計算でも差は恒等的に

【定石】 を代入したら、分母分子に を掛けて繁分数を解消する のままでは扱えませんが、 にすれば以降の代入がすべて多項式の計算になります。

〔Ⅲ〕(2) [ケ][コ][サ][シ][ス][セ] で表す

【問題(再掲)】

の式で表し、 から の範囲を求めよ。

【型】繁分数は「分母分子に同じものを掛けて」一気に整理する

【なぜこうするか】
より なので 。ここに を代入し、分母分子に を掛けます

よって)、コ 。差をとると

したがって。これを使うと

これが です。 と同値で、 より分子 なので分母も正。すなわち

の解は で、 の側を取ると

よって、セ

【定石】 の形を「」に分解する。分子を分母 差に書き換えるだけで、整数条件や大小比較が一気に扱いやすくなります。この問題では がそのまま (3)(4) の道具になります。

〔Ⅲ〕(3)(4) [ソ][タ][チ]整数解を絞り込む

【問題(再掲)】

が整数のとき から得られる不等号[ソ]を選び、 がともに整数で が最大となる組を求めよ。

【型】不等式で候補を有限個に絞ってから、1つずつ整数かどうか確かめる

【なぜこうするか】
(3) が整数で なので より

分母は正( で確認済み)なので、掛けても不等号の向きは変わらず 。すなわち

(4) この不等式を整理すると

を合わせると、整数 の候補は の4つだけ。それぞれ を計算します。

  • 整数

整数になるのは だけなので、これが最大でもあります。よって、チ

この答えの意味が美しい。つまり

という有名な等式(ハットンの公式の一種)が答えでした。円周率の計算に古くから使われてきた関係式です。

【検算】 を数値計算すると ✓ 完全一致。 の全数チェックでも のみ ✓ 一般的な解答例とも一致。

【よくあるミス】不等式だけ解いて「 の最大は 」と答えること。必要条件にすぎず が整数になるかは別に確かめる必要があります。「候補を絞る」と「実際に確かめる」は必ずセットです。

この冊子(共通問題)で身につけたい「型」一覧
  • 角形の二等辺三角形は「頂角 開き」で数える 偶数なら は不可)
  • 円に内接する直角三角形 斜辺が直径——「直径を選ぶ 第3点」で数える
  • 「どちらでもない」は包除原理——重なり(直角二等辺)を必ず足し戻す
  • 順序つきの2回操作は「1回目を固定して2回目を数える」
  • 円周上の2つの図形が交わらない 円周上で区間に分かれる
  • 「一部を選んでから中で並べる」は積の法則で2段階に——前問の答えが因子になる
  • 三角形の面積は
  • の内分点は ——重みが逆に付くことに注意
  • 平面と直線の交点は「平面上の点を2文字で」+「直線の条件を成分で」連立
  • 原点を頂点にもつ四面体の体積は /比なら「底面積 高さ」が速い
  • が与えられたら
  • だから)
  • 繁分数は分母分子に同じものを掛けて一気に整理
  • に分解する——整数条件・大小比較が扱いやすくなる
  • 「候補を絞る」と「実際に確かめる」は必ずセット

この解説を書いている講師に、直接習うことができます。

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※ 問題文は法政大学が公表した2025年度入学試験問題(情報科学部・デザイン工学部・理工学部・生命科学部 A方式I日程/数学)を、解説のために引用したものです。解説はオンライン数学専門塾「数強塾」が独自に作成したものです。当解説の答えはすべて一般的な解答例と突き合わせて一致を確認しています。加えて、〔Ⅳ〕は9通りの について3次方程式を厳密に解いて の解を列挙400万分割で最小値を実測、〔Ⅴ〕は複素数解を実際に求めて を直接計算4通りの を解から再計算して独立に検算しました。

この記事の範囲(デザイン工学部システムデザイン学科・生命科学部生命機能学科 志望者が解答)
  • この冊子は志望学部・学科によって解答する大問が決まっています。共通の〔Ⅰ〕〔Ⅱ〕〔Ⅲ〕に続いて、デザイン工学部システムデザイン学科・生命科学部生命機能学科の志望者は〔Ⅳ〕〔Ⅴ〕を解答します。このページではその〔Ⅳ〕〔Ⅴ〕(全14問)を扱います
  • 分野は3次関数の極値・最大最小と面積/3次方程式の重解・虚数解と解と係数の関係。どちらも「グラフか解の構造を先に押さえてから、あとは代入だけ」という構成です。
  • 〔Ⅳ〕(2) が最大の山場 における相異なる実数解の個数 で場合分けします。「極値」と「」の両方が境界になるところが普通の問題と違います。
  • 〔Ⅴ〕は で割るのが出発点 と分解できれば、あとは2次方程式の判別式の話に落ちます。
  • 難易度は標準〜やや難誘導が丁寧なので、方針さえ立てば完答も狙えます

〔Ⅳ〕【マーク】3次関数の極値・解の個数・面積

分野:微分法・積分法(3次関数) 難易度:やや難 目標時間:25分

【問題】

関数 とし、座標平面上の曲線 とする。 の導関数を とする。 において、 となる の値は が[ア]、 が[イ]、 が[ウ])である。ただし とする。

(1) の[エ]。また における の[オ]。 の[カ]。また における の[キ]。

([エ][カ]はA群、[オ][キ]はB群から選ぶ。A群 極大値である、 極小値である、 極値ではない。B群 最大値である、 最小値である、 最大値でも最小値でもない。)

(2) を実数とする。 の方程式 を考える。 の、 以上の異なる実数解の個数を とする。

であるのは [ク]のときである。 であるのは [ク]、または[ケ] のときである。 であるのは[ク][コ]、または [ケ]のときである。 であるのは[コ][ケ]のときである。

([ク]〜[コ]はC群 から選ぶ。同じものを何回選んでもよい。)

(3) の、点 における接線を とする。 の方程式は [サシ][ス]である。 の、 以外の共有点を とする。 座標は[セ]である(D群 から選ぶ)。

、および2直線 で囲まれた部分の面積は が[ソタ]、 が[チツ])である。

【解答】

 イ  ウ  (1) エ  オ  カ  キ
(2) ク  ケ  コ
(3) サシ  ス  セ  ソタ  チツ

〔Ⅳ〕 [ア][イ][ウ]導関数の零点

【問題(再掲)】

について、 となる を求めよ。

【型】微分して因数分解——たすきがけで整数解を探す

【なぜこうするか】
微分すると たすきがけで因数分解します。

どちらも正なので、 の条件はそのまま満たされます。 なので、イ 、ウ

【定石】 のたすきがけは「 の約数」と「 の約数」の組合せを試す。ここでは の組で が作れます。解の公式より速く、しかも約分ミスが起きません

〔Ⅳ〕(1) [エ][オ][カ][キ]極値と、 での最大最小

【問題(再掲)】

が、それぞれ の極値かどうか、また における最大値・最小値かどうかを答えよ。

【型】「極値」は局所の話、「最大最小」は定義域全体の話——別々に判定する

【なぜこうするか】
なので、符号は

  • :正(増加)
  • :負(減少)
  • :正(増加)

したがって 極大極小、カ 。実際の値は

ここからが本題です。 全体で見るとどうか。 なので最大値は存在しません。したがって 最大値でも最小値でもない——

一方、 から増えて 、そこから減って 、その後は増え続けます。いちばん低いのは なので、これは最小値。

【検算】 から まで400万分割して を計算すると、最小値は )で、上限はなく発散 ✓ 一般的な解答例とも一致。

【定石】増減表は「区間ごとの符号」で書き、そのあとで端点と無限遠を見る。極値は増減表から、最大最小は増減表+定義域の端+発散のふるまいから決まります。2段階に分けて考えるのが、この種の設問を落とさないコツです。

【よくあるミス】「極大値だから最大値」と短絡すること。極大はその近くで最も大きいという意味にすぎません。定義域が 右に開いているので、3次関数は必ず発散し、最大値をもちません。「極」と「最」は別物——ここを分けて聞いているのがこの設問の狙いです。

〔Ⅳ〕(2) [ク][ケ][コ] での解の個数

【問題(再掲)】

以上の異なる実数解の個数 となる の範囲の境界を、C群から選べ。

【型】「グラフと水平線 の交点の個数」に読み替え、 を上から下へ動かす

【なぜこうするか】
での のグラフは、 から出発して まで上がり、 まで下がって、そこから無限に上がっていきます。境界になる高さは3つ:極大値 、極小値 、そして左端の値

a > 13/27 → n = 1a = 13/27 → n = 20 < a < 13/27 → n = 3a = 0 → n = 3−9 < a < 0 → n = 2a = −9 → n = 1a < −9 → n = 0(1/3, 13/27)(3, −9)Oxx < 0 は対象外

図1( の部分だけが対象。水平線 の高さで交点の個数が変わる)

上から順に見ていきます。

  • :右側の上り坂とだけ交わる →
  • :極大点で接し、さらに右側で1回 →
  • :最初の上り坂・下り坂・右の上り坂で1回ずつ →
  • と、下り坂と、右の上り坂 →
  • の最初の上り坂は なので交わらず、残り2回 →
  • :極小点のみ →
  • :交点なし →

問題文の表現と照らし合わせると、ケ 、コ

【検算】 の9通りについて3次方程式を厳密に解き、 の相異なる実数解を列挙したところ、個数はそれぞれ ✓ 上の場合分けと完全に一致し、一般的な解答例とも一致。

【よくあるミス】 が境界になることを見落とすこと。ふつうの「3次関数と水平線」の問題なら境界は極値の2つだけですが、この問題は定義域が に制限されているため、左端の値 も境界になります。定義域が制限されたら、必ず端点の値を境界候補に加えてください。

【定石】「方程式の解の個数」は「 の交点の個数」に読み替える を上から下へ連続的に動かし、グラフの「山」「谷」「端点」を通過するたびに個数が変わる——境界はその3種類だけです。

〔Ⅳ〕(3) [サシ][ス][セ]接線と、もう1つの共有点

【問題(再掲)】

における接線 の方程式と、 以外の共有点 座標を求めよ。

【型】3次曲線と接線の差は、接点の 座標を として を因数にもつ

【なぜこうするか】
。接線は

よってサシ 、ス

共有点 が重解になるはずなので でくくれます。

したがって 以外の共有点は

【定石】3次曲線と接線の交点は「3解の和」で即決できる の3解の和は 。接点が重解 (2個ぶん)なので、残りは 展開も因数分解もせずに答えが出ます

〔Ⅳ〕(3) [ソタ][チツ]囲まれた部分の面積

【問題(再掲)】

、および2直線 で囲まれた部分の面積を求めよ。

【型】上下関係を決めてから積分——差の関数を因数分解した形のまま使う

【なぜこうするか】
前問で と分かっています。この形のまま符号を読むのがコツです。

では なので 。すなわちこの区間では接線 のほうが上。したがって

と置換します、範囲は )。

よってソタ 、チツ

【検算】数式処理システムで を厳密計算すると ✓ 一般的な解答例とも一致。

【定石】置換で積分区間を 始まりにする(区間の端を として と置く)と、代入が片側だけで済みます。ここでは として上端を にしました。3次以下の積分は、置換で「0 を含む端」を作ると計算量が半分になります。

【よくあるミス】上下関係を確かめずに としてしまい、負の値になること。因数分解した形 を見れば符号は一目です。展開してから積分すると、この判断材料を自分で捨てることになります。

〔Ⅴ〕【マーク】3次方程式の重解・虚数解と解と係数の関係

分野:高次方程式・解と係数の関係 難易度:やや難 目標時間:25分

【問題】

を実数とする。3次方程式 は、 を解にもつ。また、 は3重解をもたない。

が2重解をもち、 の2重解であるとき、[ア]である。 が2重解をもち、 の2重解ではないとき、[イ]または [ウ]である([イ][ウ])。

A群 から選ぶ。)

[ア][イ][ウ]を小さい順に とする。 が異なる3つの実数解をもつような の範囲は[エ]であり、 が虚数解をもつような の範囲は[オ]である。

B群 から選ぶ。)

(1) と異なる実数であるとする。このとき は異なる3つの解をもつ。 を異なる2つの複素数とし、 の異なる3つの解を とする。

[カ]のときに最小となり、最小値は[キ]である。さらに [カ]とするとき、[ク]である。

C群 から選ぶ。)

(2) と異なる実数であり、かつ を満たすとする。 とする。 を用いて表すと [ケ] が[コ])となる。 が[サ]、 が[シ])のときに最小となり、最小値は が[ス]、 が[セ])である。

【解答】

) イ ) ウ ) エ  オ
(1) カ  キ ) ク
(2) ケ  コ  サ  シ  ス  セ

〔Ⅴ〕 [ア] が2重解になる

【問題(再掲)】

を2重解にもつときの を求めよ。

【型】解が分かっているなら、まずその因数で割って2次式に落とす

【なぜこうするか】
が解であることは代入すれば確かめられます: ✓ そこで で割ります。

組立除法でも係数比較でもよい。係数比較なら を与式と比べて から 。)

以下 と書きます。 が2重解 なので

よって。(このとき の解は 。)

【定石】 を解にもつ3次方程式」は必ず で割って2次式に落とす。以降の「重解」「虚数解」「解と係数の関係」はすべてその2次式の話になり、3次のまま考えるより格段に見通しがよくなります。

〔Ⅴ〕 [イ][ウ] 以外が2重解になる

【問題(再掲)】

が2重解をもち、それが ではないときの を求めよ。

【型】 自身が重解をもつ」=判別式

【なぜこうするか】
以外に2重解があるということは、 が重解をもつということ。判別式を計算します。

より または どちらも なので、その重解は ではありません ✓ また3重解でないことも確認できます。

  • 。解は
  • 。解は

なので)、ウ

これで3つの値が出そろいました。小さい順に並べると

【定石】2次式の判別式は因数分解できる形に整理する と書けたので、符号の切り替わる点がそのまま見えます。次の設問で範囲を答えるときに、この形がそのまま効きます。

【よくあるミス】判別式 の解をそのまま答えにして、 が2重解でないことの確認を飛ばすこと。この問題ではたまたま両方とも条件を満たしましたが、 と重なる場合は除外が必要です。設問が「 が2重解ではないとき」とわざわざ書いているのがその合図です。

〔Ⅴ〕 [エ][オ]3実数解・虚数解となる の範囲

【問題(再掲)】

が異なる3つの実数解をもつ の範囲と、虚数解をもつ の範囲を、 を用いた選択肢から選べ。

【型】3次の解は「」と「 の2解」の合併——判別式の符号と「 と重ならないか」で分類

【なぜこうするか】
異なる3つの実数解をもつには、次の2つが同時に必要です。

  • 異なる2つの実数解をもつ:、すなわち または
  • その2解が と一致しない、すなわち

合わせると で書けば

これは選択肢

虚数解をもつのは が実数解をもたないとき、すなわち

これは選択肢

【定石】3次方程式の解の分類は「既知の1解」と「残り2次式の判別式」に分けて考える。判別式の符号で実数2個/重解/虚数2個が決まり、そこに既知の解と重なるかどうかを重ねれば、すべての場合が尽くせます。

〔Ⅴ〕(1) [カ][キ][ク]

【問題(再掲)】

の解を とするとき、 を最小にする と最小値、およびそのときの を求めよ。

【型】対称式は基本対称式で書く—— の係数から即座に出る

【なぜこうするか】
の2解なので、解と係数の関係から

和と積がどちらも で等しい——これがこの問題を軽くしている仕掛けです。したがって

で最小となり、最小値は のいずれとも異なるので条件を満たします ✓ よって、キ

のときの なので

よって

【検算】 のとき で、解は 。この2つの複素数から直接計算すると ✓ 一般的な解答例とも一致。

【定石】対称式は の2つだけで書き切る——この2本は暗記事項です。

【よくあるミス】 が虚数だから対称式が使えない、と思い込むこと。解と係数の関係も対称式の変形も、複素数の範囲でそのまま成り立ちます。実際 のときの は虚数ですが、 と実数値になります。

〔Ⅴ〕(2) [ケ][コ][サ][シ][ス][セ] の最小値

【問題(再掲)】

で表し、 での最小値を求めよ。

【型】分子・分母をそれぞれ で書き直す 相加相乗平均

【なぜこうするか】
前問で が分かっています。代入すると

分母が だけになるのが気持ちのよいところです。よって、コ

なので相加相乗平均が使えて

等号は 、すなわち のとき。 より

この が条件を満たすか確認します で、 のいずれとも異なる ✓ よって、シ 、ス 、セ

【検算】 の4通りについて を実際に解き、得られた から を直接計算すると の値と完全に一致 ✓ また を200万分割した数値探索でも最小値 )となり、 と一致 ✓ 一般的な解答例とも一致。

【定石】 の最小値は 、等号は 相加相乗平均を使ったら、等号成立の が定義域(ここでは かつ )に入っているかを必ず確認してください。入っていなければ最小値は別の場所になります。

この範囲で身につけたい「型」一覧
  • はたすきがけで因数分解——解の公式より速い
  • 「極値」と「最大最小」は別物——定義域が片側に開いていれば3次関数に最大値はない
  • 方程式の解の個数は「グラフと水平線 の交点」に読み替える
  • 定義域が制限されたら、端点の値も境界候補に加える(この問題では
  • 3次曲線と接線の差は は接点の 座標)を因数にもつ/もう1つの交点は「3解の和」で即決
  • 面積は上下関係を因数分解した形のまま読む——展開すると判断材料を失う
  • 解が1つ分かっている3次方程式は、その因数で割って2次式に落とす
  • 「重解をもつ」は残った2次式の判別式 /既知の解と重ならないかを別に確認
  • 解と係数の関係も対称式の変形も、複素数の範囲でそのまま成立する
  • の最小値は ——等号成立の が定義域に入るか必ず確認

この解説を書いている講師に、直接習うことができます。

初回体験授業(3,000円・税込)を申し込む / 無料相談はこちら

※ 問題文は法政大学が公表した2025年度入学試験問題(情報科学部・デザイン工学部・理工学部・生命科学部 A方式I日程/数学)を、解説のために引用したものです。解説はオンライン数学専門塾「数強塾」が独自に作成したものです。当解説の答えは大学公表の解答と突き合わせ、35問中34問が一致しています(残る1つについては下の注意書きをご覧ください)。加えて、〔Ⅵ〕は導関数・第2次導関数の式を記号計算で恒等的に検証し、各区間の代表点で符号を実測、〔Ⅶ〕は2000万分割の数値積分と、被積分関数の符号による背理で独立に検算しました。

【重要】〔Ⅶ〕の最後の空所[タ]について

大学が公表している解答では[タ]、すなわち となっていますが、当塾で検算したところ正しくは ([タ]です。根拠は次の4つで、いずれも同じ結論になりました。

  • 数式処理システムで を直接計算
  • 置換後の を計算
  • 区間を2000万分割した数値積分
  • 符号による背理 では なので被積分関数はつねに負。したがって でなければならず、 はありえません

一般的な解答例の単純な誤植( の取り違え)と考えられます。この記事では正しい値 で解説します。[タ]以外の34問はすべて一般的な解答例と一致しています。

この記事の範囲(情報科学部ディジタルメディア学科・デザイン工学部都市環境デザイン工学科・理工学部機械工学科機械工学専修/応用情報工学科 志望者が解答)
  • この冊子は志望学部・学科によって解答する大問が決まっています。共通の〔Ⅰ〕〔Ⅱ〕〔Ⅲ〕に続いて、上記の学科の志望者は〔Ⅵ〕〔Ⅶ〕を解答します。このページではその〔Ⅵ〕〔Ⅶ〕(全35問)を扱います
  • 分野は指数関数を含む関数の増減・凹凸と面積/分数型の三角関数の増減・凹凸と置換積分。どちらも数学IIIの微分・積分の総合問題です。
  • 共通しているのは「 の符号だけで増減表と凹凸表を作る」という骨格。式が複雑に見えても、符号を決める因子はごく一部で、そこだけ取り出せば一気に片づきます。
  • 〔Ⅵ〕は4つの特別な (極値2つ・変曲点2つ)を大小順に並べ替えるのがポイント。 の大小を、与えられた の近似値で比べます。
  • 〔Ⅶ〕は分母 がつねに負という事実が全体を貫きます。これに気づくと符号判定がすべて機械的になります。
  • 難易度はやや難。計算量は多いものの誘導が細かいので、方針を外さなければ完答も可能です。

〔Ⅵ〕【マーク】 の増減・凹凸と面積

分野:微分法・積分法(数学III) 難易度:やや難 目標時間:25分

【問題】

を自然対数の底とする。関数 とし、座標平面上の曲線 とする。

(1) の極限値について、[ア]、[イ]である。必要ならば、正の整数 に対して が成り立つことを用いてよい。

A群:⊖ 、⓪ 、① 、② 、③ 、④ 、⑤ 、⑥ 、⑦ 、⑧ 、⑨ から選ぶ。同じものを何回選んでもよい。)

(2) の導関数を とすると が[ウ]、 が[エ])である。 となる の値を とする()。 の第2次導関数を とし、 となる の値を とする()。 が[オ]、 が[カ])である。

4個の実数 を、小さい順に とおく。必要ならば を用いてよい。 の増減と の凹凸は、 で[キ]、 で[ク]、 で[ケ]、 で[コ]、 で[サ]となる。

B群:① はつねに増加し、 は上に凸である、② つねに増加し、下に凸である、③ つねに減少し、上に凸である、④ つねに減少し、下に凸である。)

の符号を考えると [シ] である(C群、② )。 の[ス]、 の[セ]である。

D群:① 極大値であり最大値でもある、② 極大値であるが最大値ではない、③ 極小値であり最小値でもある、④ 極小値であるが最小値ではない、⑤ 極値ではない。)

(3) を実数とする。部分積分法を用いて と表すとき、[ソ]である。 軸、および2直線 で囲まれた部分の面積は が[タ]、 が[チ]、 が[ツ])である。

【解答】

(1) ア ⓪() イ ⑧(
(2) ウ  エ  オ  カ  キ ④ ク ② ケ ① コ ③ サ ④ シ ② ス ③ セ ②
(3) ソ  タ  チ  ツ

〔Ⅵ〕(1) [ア][イ]2つの極限

【問題(再掲)】

について を求めよ。

【型】 は「指数が多項式に勝つ」、 は「両方とも に向かう」

【なぜこうするか】
のとき と分数の形に書き直します。問題文が用意してくれた を使えば

よって⓪(「指数関数は多項式より圧倒的に速く増える」——これがこの極限の中身です。

のとき:こちらは分数にする必要がありません。(2次で正)、(指数が に)。両方とも に向かうので積も

よって⑧(

【よくあるミス】 でも「不定形かも」と身構えて手が止まること。不定形になるのは の形だけ。 は素直に です。まずどちらに向かうかを個別に確かめると、不定形かどうかが見分けられます。

【定石】多項式に を掛けた形は、 で必ず 。指数の増加が多項式を圧倒するからで、この事実はグラフが右側で 軸に貼りつくことを意味します。あとで面積を求めるときにも効いてきます。

〔Ⅵ〕(2) [ウ][エ][オ][カ]導関数と第2次導関数

【問題(再掲)】

を求め、さらに の小さいほうの解 を求めよ。

【型】 は共通因数としてくくり出す——中身の多項式だけ追えばよい

【なぜこうするか】
を積の微分法で。 に注意します。

よって、エ 。このとき 、すなわち

もう一度微分します。同じ要領で をくくると

より 。小さいほうが なので

よって、カ

【検算】数式処理システムで を簡約すると、いずれも恒等的に ✓ 一般的な解答例とも一致。

【定石】多項式に を掛けた形は、微分してもまた同じ形になる。多項式部分を とすると ——「微分して元を引く」だけ。この公式で も暗算に近い速さで出せます。

〔Ⅵ〕(2) [キ]〜[サ]増減と凹凸の5区間

【問題(再掲)】

を小さい順に とし、5つの区間それぞれで の増減と の凹凸を答えよ。

【型】まず4つの値を大小順に並べる——近似値を使って手早く

【なぜこうするか】
与えられた近似値 を使うと

したがって極値・変曲点・極値・変曲点と交互に並ぶのがこの問題の構造です。

次に符号を読みます。 はつねに正なので、符号は多項式部分だけで決まります。

  • の間だけ増加、外側は減少。
  • または の間だけ上に凸、外側は下に凸。
p = α(極小)q = γ(変曲)r = β(極大)s = δ(変曲)減少下に凸増加下に凸増加上に凸減少上に凸減少下に凸Oxx→∞ で f→0←+∞

図1(4つの特別な点で5区間に分かれる。極値と変曲点が交互に現れる)

2つの条件を重ねると

  • :減少・下に凸 →
  • ):増加・下に凸 →
  • ):増加・上に凸 →
  • ):減少・上に凸 →
  • :減少・下に凸 →

【検算】各区間の代表点で を数値計算したところ、 ✓ 上の分類と完全に一致し、一般的な解答例とも一致。

【定石】増減と凹凸を同時に問われたら、 の符号を「別々の数直線」に書いてから重ねる。1つの表に無理やり詰め込むより、2本並べて見比べるほうが取り違えません。この問題のように零点が交互に現れるときは特に有効です。

〔Ⅵ〕(2) [シ][ス][セ]極値の符号と、最大最小

【問題(再掲)】

の符号を判定し、 が極値か・最大最小かを答えよ。

【型】符号は「値を計算せず、因子の符号だけ」で決める

【なぜこうするか】
3つの因子の符号を見るだけです。 なので

よって②(。(実際 。)

極値か最大最小か:前問の増減から 減少 増加の切り替わりなので極小、増加 減少なので極大です。問題はその先。

  • は最小値か。左からは から まで下がってくるだけ、右側は を経て に近づくので負の値は の周辺にしかありません。したがって 最小値でもある
  • は最大値か なので最大値は存在しません(極大値だが最大値ではない)

【検算】 から まで300万分割して を計算すると、最小値 )で、これは と一致 ✓ 一方 は、左側で がいくらでも大きくなるので最大値ではありません ✓ 一般的な解答例とも一致。

【よくあるミス】「極小=最小」「極大=最大」と機械的に答えること。この問題は片方だけが最小値で、もう片方は最大値ではないという非対称な答えになります。極限の値を必ず確認してから判定してください。

〔Ⅵ〕(3) [ソ][タ][チ][ツ]部分積分と面積

【問題(再掲)】

を求め、 軸、 で囲まれた部分の面積を求めよ。

【型】部分積分は「微分する側」と「積分する側」を決めてから——多項式を微分側に

【なぜこうするか】
を微分する側、 を積分する側(原始関数は )とすると

よって

面積 では なので 。したがってグラフは 軸の下にあり

原始関数を作ります。まず (部分積分1回)。これと[ソ]の関係式から

したがって

ここまで整理できれば代入するだけです。

よって、チ 、ツ

【検算】数式処理システムで を厳密計算すると ✓ 一般的な解答例とも一致。

【定石】多項式 について の原始関数は、同じ次数の多項式 を使って の形になる なので、 を満たす を係数比較で決める——部分積分を繰り返すより速いことがあります。

〔Ⅶ〕【マーク】 の増減・凹凸と置換積分

分野:微分法・積分法(三角関数・数学III) 難易度:やや難 目標時間:25分

【問題】

対数は自然対数とする。関数 )とし、座標平面上の曲線 とする。 の導関数を とする。

において が[ア]、 が[イ]、 が[ウ])である。 となる の値は [エ]、[オ]である([エ][オ])。

A群:⊖ 、⓪ 、① 、② 、③ 、④ 、⑤ 、⑥ 、⑦ 、⑧ 、⑨ から選ぶ。)

の第2次導関数を とすると、 において が[カ]、 が[キ]、 が[ク])である。([カ]はB群:⊖ 、⓪ 、① 、② 、③ 、④ 、⑤ 、⑥ 、⑦ 、⑧ 、⑨ から選ぶ。)

において となる の値は [ケ]、[コ]である([ケ][コ]、A群から選ぶ)。

の増減と の凹凸は、 で[サ]、 で[シ]、 で[ス]となる。

C群:⓪ つねに減少し上に凸、① つねに減少し下に凸、② つねに減少し変曲点をちょうど1つもつ、③ つねに増加し上に凸、④ つねに増加し下に凸、⑤ つねに増加し変曲点をちょうど1つもつ、⑥ 増加したのち減少し上に凸、⑦ 増加したのち減少し変曲点をちょうど1つもつ、⑧ 減少したのち増加し下に凸、⑨ 減少したのち増加し変曲点をちょうど1つもつ。)

定積分 の値を とおく。 とおいて置換積分を行うと となる。ここで が[セ]、 が[ソ]である([ソ]はD群:⊖ 、⓪ 、① 、② 、③ 、④ 、⑤ 、⑥ 、⑦ 、⑧ 、⑨ から選ぶ)。そして [タ][チ]である。

【解答】

 イ  ウ  エ ⊖() オ ⑤(
カ ④() キ  ク  ケ ②() コ ⑨(
サ ⑧ シ ⑥ ス ② セ  ソ ⑤()  チ

※[タ]は大学公表の解答では となっていますが、検算の結果 が正しい値です(冒頭の注意書きを参照)。

〔Ⅶ〕 [ア][イ][ウ]導関数

【問題(再掲)】

の導関数を求めよ。

【型】商の微分法——分子で が使えることを見越す

【なぜこうするか】
商の微分法 をそのまま使います。

ここで とまとまります。

よって、イ 、ウ

【検算】数式処理システムで を簡約すると恒等的に ✓ 一般的な解答例とも一致。

【定石】 が混ざった商の微分では、分子に必ず が現れることを期待して整理する。この形は分子が だけの1次式になるため、以降の符号判定が一気に簡単になります。

〔Ⅶ〕 [エ][オ] となる

【問題(再掲)】

となる を求めよ。

【型】分母は決して にならない——分子だけ見ればよい

【なぜこうするか】
なので 。つまり分母 つねに正で、 になることはありません。したがって

での解は 。よって⊖、オ

【定石】 のような「値域からずらした式」は、符号が一定。この問題ではこの一言が最後まで効き続けます——分母の符号を毎回考えずに済むからです。問題を読んだ瞬間に「分母は負」とメモしておきましょう。

〔Ⅶ〕 [カ][キ][ク][ケ][コ]第2次導関数

【問題(再掲)】

を求め、 となる を求めよ。

【型】もう一度商の微分——分子・分母の共通因数 を約分する

【なぜこうするか】
を微分します。

分子から をくくり出して約分します。

よって④()、キ 、ク

となるのは、分子が 、すなわち または では から から (重複)。まとめて

よって②、コ

【検算】数式処理システムで を簡約すると恒等的に ✓ 一般的な解答例とも一致。

【よくあるミス】 の解を数え忘れること。この問題では の解とたまたま重なるので答えは変わりませんが、重なっていることを確認せずに書くのは危険です。「または」で結ばれた条件は、それぞれの解を出してから合併してください。

〔Ⅶ〕 [サ][シ][ス]3区間の増減と凹凸

【問題(再掲)】

の各区間で、 の増減と の凹凸を答えよ。

【型】分母の符号を先に固定してしまえば、残るのは分子の符号だけ

【なぜこうするか】
の符号:分母 なので、符号は と同じ。すなわち のとき増加、つまり で増加、それ以外で減少。

の符号:分母 (負の数の3乗)。また です。したがって

負の数で割ると符号が反転し、さらに先頭のマイナスでもう一度反転します。2回の反転で元に戻るので、 の符号は分子の と同じ で、 以外では正ですから、結局 の符号は の符号と一致します。つまり で下に凸、 で上に凸。

3区間を判定します。

  • を境に負 正なので減少したのち増加 なので下に凸
  • を境に正 負なので増加したのち減少 なので上に凸
  • :この範囲では なのでつねに減少 を境に負 正と変わるので、変曲点をちょうど1つもつ

【検算】各区間を20万点に分割して を数値計算したところ、 は「減少→増加/下に凸」、 は「増加→減少/上に凸」、 は「減少のみ/符号変化1回」 ✓ また と符号が変わることも確認 ✓ 一般的な解答例とも一致。

【定石】分数式の符号は「分母の符号を先に決めて固定」する。ここでは と一度決めてしまえば、あとは分子だけの話。偶数乗は正、奇数乗は元の符号——ここを取り違えると凹凸が全部逆になります。

〔Ⅶ〕 [セ][ソ][タ][チ]置換積分

【問題(再掲)】

で置換し、値を求めよ。

【型】 の置換は「」——被積分関数に があるかを確認する

【なぜこうするか】
被積分関数を書き下すと

がちょうど1つ余っている——これが の置換がうまくいく合図です。 のとき なので

よって、ソ

あとは計算です。分子の次数が分母以上なので、まず割り算をします。

よって、チ

【検算】4通りで確かめました。①数式処理システムで元の積分を直接計算 。②置換後の を計算 。③2000万分割の数値積分 )。④符号による背理 で被積分関数はつねに負なので でなければならず、 はありえません。

【よくあるミス】 をそのまま積分しようとすること。分子の次数が分母以上なら、まず割り算して「多項式+真分数」に分ける——これをしないと の形に持ち込めません。

【定石】答えが出たら「符号が合うか」を必ず確認する。この問題では被積分関数が負であることが一目で分かるので、正の答えが出た時点で間違いと分かります。符号のチェックは最も安上がりで、最も見落としを防ぐ検算です。

この範囲で身につけたい「型」一覧
  • 多項式に を掛けた形は で素直に
  • ——「微分して元を引く」
  • 増減と凹凸は の符号を別々の数直線に書いてから重ねる
  • 極値の符号は「値を計算せず、因子の符号だけ」で決まる
  • 「極小=最小」とは限らない——極限を確認してから判定する
  • 多項式 に対し の原始関数は で決まる)
  • が混ざった商の微分は、分子で を使う
  • のような「値域からずらした式」は符号が一定——最初にメモしておく
  • 分数式の符号は分母を先に固定偶数乗は正、奇数乗は元の符号
  • の置換は「 が1つ余っているか」で判断
  • 分子の次数が分母以上なら、まず割り算して「多項式+真分数」に
  • 答えが出たら符号が合うかを必ず確認する——最も安上がりな検算

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※ 問題文は法政大学が公表した2025年度入学試験問題(情報科学部・デザイン工学部・理工学部・生命科学部 A方式II日程/数学)を、解説のために引用したものです。解説はオンライン数学専門塾「数強塾」が独自に作成したものです。当解説の答えは大学公表の解答と突き合わせ、全68空所すべてが一致しています。加えて、〔Ⅰ〕は座標を実際に置いて記号計算で全量を再現、〔Ⅲ〕(1)は560通りの並べ方を全数列挙、〔Ⅲ〕(2)(3)(4)は400万〜600万分割の数値実測で独立に検算しました。

この記事の範囲(情報科学部・デザイン工学部・理工学部・生命科学部 A方式II日程の共通問題)
  • この冊子は志望学科によって解答する大問が決まっています〔Ⅰ〕〔Ⅱ〕〔Ⅲ〕は全員が解答する共通問題で、そのあと学科ごとに〔Ⅳ〕〔Ⅴ〕または〔Ⅵ〕〔Ⅶ〕に進みます。このページでは共通問題〔Ⅰ〕〔Ⅱ〕〔Ⅲ〕(全68空所)を扱います
  • 分野は平面ベクトルと図形/対数の計算・桁数・大小比較/場合の数と三角関数数学I・A・II・Bの範囲で、数学IIIは使いません。
  • 〔Ⅰ〕は最初に の3つを押さえれば、あとは全部その組み合わせで出ます。最後は相似から交点を求め、面積と外接円の半径へ。
  • 〔Ⅱ〕は「底をそろえる」の一点。桁数も大小比較も、常用対数の値の範囲から不等式で挟みます。ただし最後の大小比較は対数を使わず2乗で比べたほうが速い場面があります。
  • 〔Ⅲ〕(1)は同じものを含む順列の4連発。「かたまりにする」「和の法則で重複を引く」「先に並べて隙間に入れる」——3つの型が順番に出てきます
  • 難易度は標準〜やや難誘導が非常に丁寧なので、方針で迷う場面はほとんどありません。計算のスピードと正確さで差がつきます。

〔Ⅰ〕【マーク】平面ベクトル——内分点・交点・面積・外接円

分野:平面ベクトル(数学B) 難易度:やや難 目標時間:20分

【問題】

平面上に三角形 がある。 である。

このとき である( が[ア]、 が[イ]、 が[ウ])。

線分 に内分する点を とする。このとき

が[エ]、 が[オ]、 が[カ])であり、 である( が[キ]、 が[ク])。

のなす角の大きさを とすると、 である( が[ケ]、 が[コ])。

を満たすとする。2直線 の交点を とする。三角形 と三角形 は相似であるから

である( が[サ]、 が[シ]、 が[ス]、 が[セ])。三角形 の面積は である( が[ソ]、 が[タチ]、 が[ツ])。三角形 の外接円の半径は である( が[テト]、 が[ナニ])。

【解答】

 イ  ウ  エ  オ  カ  キ  ク  ケ  コ
 シ  ス  セ  ソ  タチ  ツ  テト  ナニ

〔Ⅰ〕 [ア][イ][ウ] を求める

【問題(再掲)】

のとき を求めよ。

【型】ベクトルの大きさは、まず2乗して内積の世界に持ち込む

【なぜこうするか】
なので、そのまま長さを考えず、2乗します。

よって

したがって、イ 、ウ

OABCDEAC : CB = 3 : 1BE = (1/3)OA、OE = (4/3)OC|OB| = √10|OA| = √2△OBEOD = OA + OB(OADB は平行四辺形)BD ∥ OA だから△OAC ∽ △EBC

図1(この大問で登場する点の関係。 が平行四辺形になることが最後の鍵)

【よくあるミス】 を「」のまま答えてしまうこと。マーク式は分母を有理化した形を要求するので、必ず まで直します。空所の形(分子が「整数×根号」、分母が整数)が答えの形を教えてくれているので、それに合わせるのが確実です。

【定石】 の3つを最初に書き出す。この大問で問われる長さ・角・面積はすべてこの3つの数だけから作れます。 を余白に大きく書くところから始めてください。

〔Ⅰ〕 [エ][オ][カ]内分点を で表す

【問題(再掲)】

線分 に内分する点 について で表せ。

【型】内分点は「比を左右たすきがけ」—— なら

【なぜこうするか】
に内分するので 係数が入れ替わることに注意して

よって、オ 、カ

【よくあるミス】 と逆に書くこと。 に近いほど の係数が大きい」で判定できます。 寄りなので の係数が 公式を覚え直すより、この直感で確かめるほうが速くて確実です。

【定石】内分点の式が出たら、必ず「係数の和が か」を確認する係数の和が であることは、点が直線 上にあることと同値です。この一手間で符号ミスも係数ミスもほぼ防げます。

〔Ⅰ〕 [キ][ク]

【問題(再掲)】

のとき を求めよ。

【型】「大きさ」も「内積」も、 の式に代入して展開するだけ

【なぜこうするか】
大きさはまた2乗します。 を展開する要領で

よって

内積のほうはもっと簡単で、 を分配するだけです。

よって

【検算】実際に座標を置くと、3条件 をすべて満たします。この座標で計算すると ✓ 一般的な解答例とも一致。

【定石】ベクトルの条件が3つ(2つの長さと1つの内積)そろったら、座標を置いて検算できる 軸にとり、 成分を内積から、 成分を長さから決めます。試験中でも、答えが合わないときの最終確認に使える強力な手です。

〔Ⅰ〕 [ケ][コ]なす角の余弦

【問題(再掲)】

のなす角を として を求めよ。

【型】 は「内積 ÷(長さ×長さ)」——3つとも既に出ている

【なぜこうするか】
前問で がそろっています。あとは割るだけです。

よって、コ

【定石】 の有理化は「 と簡単にしてから」。いきなり としても間違いではありませんが、約分し忘れて のまま答えると空所の形に入りません。根号の中は必ず最簡にしてから有理化する習慣をつけましょう。

〔Ⅰ〕 [サ][シ][ス][セ]相似から交点 を決める

【問題(再掲)】

は直線 と直線 の交点。 を求めよ。

【型】 は「平行四辺形 」の宣言

【なぜこうするか】
。つまり直線 と平行です(図1)。

すると で、 が一直線、 が一直線。 を中心に対頂角ができるので、問題文にある通り は相似です。

相似比は 。対応する辺どうしを比べると

向きは と同じ側なので 。よって、シ

また から見て の反対側にあるので、。よって、セ

【検算】座標で直線 と直線 の交点を解くと ✓ 一般的な解答例とも一致。

【よくあるミス】 としてしまうこと。相似比から出るのは であって、 はそこに を足した より遠い()」と図で確認すれば防げます。

【定石】 を見たら、反射的に「平行四辺形」と書き込む。この一言から が出て、相似・交点・面積比がすべてつながります。ベクトルの和は「平行四辺形の対角線」——この視覚化が効きます。

〔Ⅰ〕 [ソ][タチ][ツ]三角形 の面積

【問題(再掲)】

三角形 の面積を求めよ。

【型】ベクトルの三角形の面積公式

【なぜこうするか】
が張る三角形です。必要な3つの値を先に用意します。

これを公式に入れます。

よって、タチ 、ツ

【検算】座標 に対して、外積(たすきがけ)で面積を計算すると ✓ 一般的な解答例とも一致。

【定石】面積を出す前に、 の3つを箇条書きで用意する。公式に代入する段階で分数計算が重なるので、先に数値を確定させてから一気に代入したほうがミスが減ります。

〔Ⅰ〕 [テト][ナニ]三角形 の外接円の半径

【問題(再掲)】

三角形 の外接円の半径を求めよ。

【型】外接円の半径は ——3辺と面積がわかればそれで出る

【なぜこうするか】
の3辺を出します。すでに求めた比をそのまま使えるのがポイントです。

面積は、 との相似比 を使うのが速い方法です。相似比が なら面積比は 。ここでは直接計算しておくと

したがって

よってテト 、ナニ

【検算】座標から3辺 と面積 を計算し、 に入れると ✓ 一般的な解答例とも一致。

【定石】外接円の半径は「正弦定理」と「」の2択。角がわからないときは後者。この問題は3辺と面積が先に出るので、 一発です。角度を求めようとすると遠回りになります。

〔Ⅱ〕【マーク】対数——底の変換・桁数・大小比較

分野:指数関数と対数関数(数学II) 難易度:標準 目標時間:18分

【問題】

以下の設問において、必要ならば

であることを用いてもよい。

(1) の値は [ア] である。

(2) とする。 の値は [イ] である。

(3) の方程式 の解は [ウエ] である。 の方程式 の解は である( が[オ]、 が[カキ])。ただし は素数とする。 の桁数は [クケ] である。

(4) 4つの数 の大小について考える。 であり、 である( が[コ]、 が[サ]、 が[シ])。また である( が[スセ])。

4つの数 のうち、最も大きい数は [ソ]、2番目に大きい数は [タ]、最も小さい数は [チ] である。(A群:① 、② 、③ 、④

【解答】

(1) ア  (2) イ
(3) ウエ  オ  カキ  クケ
(4) コ  サ  シ  スセ  ソ ③ タ ① チ ④

〔Ⅱ〕(1) [ア]3つの対数の積

【問題(再掲)】

を求めよ。

【型】底がバラバラなら、全部同じ底(何でもよい)に直して分数の掛け算にする

【なぜこうするか】
底の変換公式 で、3つとも同じ底に直します(底は何でもよいので省略します)。

が約分で消えました。残りは を使って

よって

【定石】対数の積が連鎖している( の形)なら、必ずどこかが約分で消える。この問題は ぐるっと一周しているので、残るのは指数の積 だけ「一周したら指数の積」と覚えておくと一瞬です。

〔Ⅱ〕(2) [イ]小数の底をもつ対数

【問題(再掲)】

のとき を求めよ。

【型】 と書き直してから底の変換

【なぜこうするか】
です。底の変換公式で常用対数に直すと

ここで となり、 の肩に乗せると打ち消し合います。

よって

【定石】 は「 は指数を取り出す装置、 はそれを戻す装置」。この打ち消しに気づけば計算が要りません。 が揃っているのは、出題者がこの打ち消しを狙って作った証拠です。

〔Ⅱ〕(3) [ウエ][オ][カキ]二重対数の方程式

【問題(再掲)】

の解、および の解を求めよ。

【型】二重の対数は「外側から順に」外す——内側をひとかたまりと見る

【なぜこうするか】
まず は定義通り 。よってウエ

次に をひとかたまり と見ると、これは前半とまったく同じ式です。

よって(素数)、カキ

【定石】前半の小問は、後半の「部品」として使うために置かれている を単独で解かされるのは不自然——「これは後で使う」と思って答えを保持しておくと、後半が置き換えだけで済みます。誘導型のマーク試験では特に意識してください。

〔Ⅱ〕(3) [クケ] の桁数

【問題(再掲)】

の桁数を求めよ。( を用いてよい)

【型】桁数は ——常用対数を不等式で挟む

【なぜこうするか】
。与えられた範囲の両端に を掛けます

したがって

この範囲は の間にすっぽり入っています。つまり 、すなわち 。よって 25桁

クケ

【検算】(実際に計算)。桁数を数えると25桁 ✓ 一般的な解答例とも一致。

【よくあるミス】 の整数部分+1」を「 を四捨五入」と取り違えること。 の整数部分は なので桁数は 四捨五入すると になってしまい、1桁ずれます。切り捨て(床関数)である点を強く意識してください。

【定石】不等式の与え方()は「掛けた後に整数部分が確定するように」設計されている。挟んだ結果が 整数をまたがないので桁数が確定します。もしまたいだら、もっと精密な値が必要という合図です。

〔Ⅱ〕(4) [コ][サ][シ][スセ] を挟む

【問題(再掲)】

で表し、 を連続する2整数で挟め。

【型】 と分解する—— の部分は になって消える

【なぜこうするか】
なので

よって。平方根は指数 なので

よって、シ

倍して挟みます。 より 。両辺に を掛けて

したがって 。よってスセ

【検算】 ✓ たしかに の間。一般的な解答例とも一致。

【定石】 を使うとき、 の因数はすべて「」に化ける——まず を全部くくり出してから、残りの数の対数を考える。これで与えられた の値だけで大半の問題が解けます。

〔Ⅱ〕(4) [ソ][タ][チ]4つの数の大小

【問題(再掲)】

を大きい順に並べよ。

【型】対数で比べるのは「対数でしか比べられない相手」だけ——残りは2乗で比べる

【なぜこうするか】
4つのうち だけが対数を必要とする相手です。残りの3つは2乗すれば整数どうしの比較になります。

ここは対数不要で即決です。 より

残るのは の比較だけ。ここで前問の結果が効きます。 つまり 。したがって

以上をまとめると

よってソ ③、タ ①、チ ④

【検算】数値で確かめると ✓ 順序が一致。特に上位2つは差が しかなく、前問の不等式なしには判定できません。一般的な解答例とも一致。

【よくあるミス】4つ全部を対数に直そうとして時間を溶かすこと。 は与えられていないので、 を対数で扱おうとすると詰みます「対数が要るのはどれか」を先に見極めるのが正解ルートです。

【定石】大小比較は「同じ土俵に乗せる」——2乗・累乗・対数のうち、いちばん安い手段を選ぶ。根号どうしなら2乗、指数どうしなら対数。混ざっているときは、グループ内で安い手段を使い、グループ間だけ高い手段を使う。この問題はその教科書的な例です。

〔Ⅲ〕【マーク】同じものを含む順列と、三角関数の方程式・最大最小・不等式

分野:場合の数/三角関数(数学A・数学II) 難易度:標準〜やや難 目標時間:25分

【問題】

(1) 8枚のカードがあり、それぞれのカードには、ただひとつの数字が書かれている。8枚のカードに書かれた数字は であり、 が書かれたカードが3枚、 が書かれたカードが3枚、 が書かれたカードが2枚である。

(a) 8枚のカードすべてを横1列に並べて作ることのできる8桁の整数は [アイウ] 通りである。

(b) 8枚のカードすべてを横1列に並べて8桁の整数を作るとき、 が書かれたカード3枚が続いて並ぶような8桁の整数は [エオ] 通りである。

(c) 8枚のカードすべてを横1列に並べて8桁の整数を作るとき、 が書かれたカード3枚が続いて並ぶか、または が書かれたカード3枚が続いて並ぶような8桁の整数は [カキク] 通りである。

(d) 8枚のカードすべてを横1列に並べて8桁の整数を作るとき、 が書かれたカードが隣り合わないような8桁の整数は [ケコサ] 通りである。

(2) を満たす実数とする。 であるとき、 である( が[シ]、 が[ス]、 が[セ]、 が[ソ]、 が[タ]、 が[チ])。ただし とする。

(3) 関数 )とする。 における最小値は であり、最大値は である( が[ツテ]、 が[ト]、 が[ナ]、 が[ニ])。

(4) 関数 )とする。三角関数の合成を用いると となる( が[ヌ]、 が[ネ]、 が[ノ])。ただし とする。

([ヌ]のA群:⓪ 、① 、② 、③ 、④ 、⑤ 、⑥ 、⑦ 、⑧ 、⑨

において、 を満たす の範囲は [ハ][ヒ]、[フ][ヘ] である。ただし [ヒ][フ] とする。

([ハ]〜[ヘ]のB群:⓪ 、① 、② 、③ 、④ 、⑤ 、⑥ 、⑦ 、⑧ 、⑨

【解答】

(1) アイウ  エオ  カキク  ケコサ
(2) シ  ス  セ  ソ  タ  チ
(3) ツ  テ  ト  ナ  ニ
(4) ヌ ② ネ  ノ  ハ ① ヒ ⑥ フ ⑦ ヘ ⑨

〔Ⅲ〕(1)(a) [アイウ]同じものを含む順列

【問題(再掲)】

が3枚、 が3枚、 が2枚のカードを1列に並べる方法は何通りか。

【型】同じものを含む順列は「全体の階乗 ÷ 同じものの個数の階乗の積」

【なぜこうするか】
全部で8枚、そのうち が3枚、 が3枚、 が2枚。同じ数字どうしは区別しないので、いったん全部区別して 通り並べたあと、同じものの入れ替え分で割ります

よってアイウ

【検算】プログラムで8枚の並べ方をすべて列挙し、重複を除いた個数を数えると560通り ✓ 一般的な解答例とも一致。以降の(b)(c)(d)も、この560通りを1つずつ条件で数え上げて確認しています。

【定石】「同じものを含む順列」は分母の階乗を書き忘れないよう、必ず全種類を書き出す。この問題なら と3つ。種類数と分母の個数が一致するかを毎回確認すると、 の書き忘れが防げます。

〔Ⅲ〕(1)(b) [エオ] が3枚続く場合

【問題(再掲)】

が書かれたカード3枚が続いて並ぶ並べ方は何通りか。

【型】「続いて並ぶ」は、まとめて1つのかたまりにする

【なぜこうするか】
1個の大きなカードとみなします。すると並べる対象は

6個。このうち が3個、 が2個、かたまりが1個なので

よってエオ

【検算】560通りを全数列挙し、「 が3連続する」ものを数えると60通り ✓ 一般的な解答例とも一致。

【よくあるミス】かたまりの中の並べ方 を掛けてしまうこと。ふつうの「隣り合う」問題ではかたまり内の並べ替えを掛けますが、今回は3枚とも同じ なので並べ替えても区別できません「区別できるものか」を必ず確認してください。

【定石】「続いて並ぶ/隣り合う」=かたまり化、「隣り合わない」=先に他を並べて隙間に入れる。この2つは正反対の手法で、混同すると答えが大きくずれます。(b)と(d)で両方が出るこの問題は、まさにその練習台です。

〔Ⅲ〕(1)(c) [カキク]「または」の数え方

【問題(再掲)】

が3枚続くか、または が3枚続く並べ方は何通りか。

【型】「または」は和の法則——重なりを1回引く(包除原理)

【なぜこうするか】
を「 が3枚続く」、 を「 が3枚続く」とします。求めるのは

は前問。 の役割が対称なので (どちらも3枚ずつ)。

重なり は、両方をかたまりにすると、並べる対象は

4個で、 が2個だから 通り。したがって

よってカキク

【検算】全数列挙で ✓ すべて一致。一般的な解答例とも一致。

【よくあるミス】重なりを引き忘れて と答えること。 が同時に起こる並べ方は実際に12通り存在します(たとえば )。「両方成り立つ例を1つでも作れるか」を確かめると、引くべきかどうかが判断できます。

【定石】包除原理を使うときは、 を「両方の条件を同時に課した状態」として独立に数え直す から引き算で求めようとすると混乱します。かたまりを2つ作る、という同じ手法をもう一度使うだけです。

〔Ⅲ〕(1)(d) [ケコサ] が隣り合わない場合

【問題(再掲)】

が書かれたカードが隣り合わない並べ方は何通りか。

【型】「隣り合わない」は、先に他を並べて「隙間」に入れる

【なぜこうするか】
まず 以外の5枚()を並べます。

この5枚が並ぶと、両端と間に隙間が できます。

この6個の隙間から3個を選んで を1枚ずつ入れれば、 は決して隣り合いません。 は3枚とも同じなので、選ぶだけで並べ方は決まります。

したがって

よってケコサ

【検算】全数列挙で「 が隣り合わない」ものを数えると200通り ✓ 一般的な解答例とも一致。

【よくあるミス】「隣り合わない」を「余事象=隣り合う」で処理しようとすること。「 が2枚だけ隣り合う」と「3枚とも隣り合う」を分けて数えることになり、格段に面倒です。隙間法なら一発——「隣り合わない」を見たら反射的に隙間法を選んでください。

【定石】隙間の個数は「先に並べた個数 。5個並べたら隙間は6個。両端を数え忘れて 個としてしまうのが典型的な失敗なので、実際に を書き込んで数えるのが確実です。

〔Ⅲ〕(2) [シ]〜[チ]三角方程式を因数分解する

【問題(再掲)】

を解け。

【型】2倍角で に開いてから、共通因数でくくる

【なぜこうするか】
まず と開きます。

前2項と後2項でくくると、共通因数が見えます。

ここまで来れば、あとは2つの単純な方程式です。

  • より
  • より

小さい順に 。よって、ス 、セ 、ソ 、タ 、チ

【検算】数式処理システムで が元の式と恒等的に等しいことを確認 ✓ また3つの解を代入するといずれも ✓ 一般的な解答例とも一致。

【よくあるミス】 を見落とすこと。数値的にグラフを描くと ではグラフが 軸に接するだけで符号が変わりません なので重解)。「符号が変わる点」だけを探すと見落とすので、必ず因数分解して両方の因数を にしてください。

【定石】 が混在したら、必ず2倍角で開いて共通因数を探す。項が4つあって2項ずつペアを組むとくくれる——この形は頻出です。係数 の両方にあるのが、くくれることのヒントになっています。

〔Ⅲ〕(3) [ツテ][ト][ナ][ニ] の2次関数に帰着

【問題(再掲)】

)の最小値と最大値を求めよ。

【型】 と置換して2次関数に——ただし の範囲を必ず確認する

【なぜこうするか】
2つの変形を使います。 ずらすと になる)と、 だけの2倍角)。

と置きます。 は1周分なので、 の全域を動きます

下に凸の放物線で、軸は 。これは範囲 の内側なので

  • 最小値は頂点で
  • 最大値は軸から遠いほうの端点。 なので のほう。

よって最小値 (ツ 、テ 、ト )、最大値 (ナ 、ニ

【検算】 を400万分割して を計算すると、最小 )、最大 )✓ 一般的な解答例とも一致。

【よくあるミス】「最大は の側」と早合点すること。軸が わずかに左寄りなので、遠いのは 側です。軸からの距離を実際に計算して比べてください()。

【定石】置換したら「新しい変数の動く範囲」を必ず書く は1周なので 全域ですが、もし なら と狭くなり、答えが変わります。置換のたびに範囲を書き直すのが鉄則です。

〔Ⅲ〕(4) [ヌ][ネ][ノ]三角関数の合成

【問題(再掲)】

の形に合成せよ。

【型】 は点 の偏角

【なぜこうするか】
です。まず振幅を求めます。

よってヌ ②(。次に位相は の偏角。これは第1象限で なので

したがって 。よって、ノ

【検算】数式処理システムで を簡約すると恒等的に ✓ 一般的な解答例とも一致。

【よくあるミス】 に合成して と答えること。値としては正しいのですが、問題文が の形を指定しています。 合成なら偏角は 合成なら ——どちらを求められているか必ず確認してください。

【定石】合成の位相は「点 を座標平面に打つ」だけで決まる は原点から見て60度の方向——図を描けば の値を暗記していなくても出ます。符号のミス(第2・第3象限)もこれで防げます

〔Ⅲ〕(4) [ハ][ヒ][フ][ヘ]三角不等式を解く

【問題(再掲)】

において を満たす の範囲を求めよ。

【型】合成した中身を と置き、 の動く範囲を先に確定してから解く

【なぜこうするか】
、つまり

と置き、まず の範囲を出します。これが最重要の一手です。

は3周近く(約 周)動きます。この区間で となるのは

(後者は前者を ずらしたもの)。したがって求める「」の範囲はその残り

最後に に戻します。 なので

よってハ ①、ヒ ⑥、フ ⑦、ヘ ⑨。( なので条件 [ヒ][フ] も満たします。)

y = √3π/92π/37π/9πg(x) < √3g(x) < √3O

図2(。緑の帯が の範囲)

【検算】 を600万分割して となる区間を数値で求めると、境界は ✓ それぞれ と一致。一般的な解答例とも一致。

【よくあるミス】 の範囲を出さずに、 から の1周だけで考えること。今回 から まで1周半近く動くので、解の区間が2つに分かれます。 だから3倍の速さで回る」と意識してください。

【定石】三角不等式は「等号成立する範囲」を先に押さえて、残りを取る の範囲は単位円で一目でわかる とその ずらし。不等号の向きが逆のほうを先に求めるほうが、区間が単純で数えやすいことが多いです。

この範囲で身につけたい「型」一覧
  • ベクトルの大きさは2乗して内積に持ち込む/最初に を書き出す
  • 内分点は係数の和が か確認 の内分は「近いほうの係数が大きい」で検算
  • は平行四辺形の宣言——そこから平行・相似・交点がつながる
  • 三角形の面積は 外接円は角がわからなければ
  • ベクトルの条件が3つそろったら、座標を置いて検算できる
  • 対数の積が一周したら、残るのは指数の積 の打ち消し
  • 桁数は の整数部分+1(四捨五入ではない)
  • では の因数がすべて に化ける——まず をくくり出す
  • 大小比較は「いちばん安い手段」を選ぶ——根号どうしは2乗、指数が絡むときだけ対数
  • 「続いて並ぶ」=かたまり化/「隣り合わない」=隙間法(隙間は「並べた個数+1」)
  • 「または」は包除原理で重なりを1回引く——重なりは条件を同時に課して数え直す
  • が混ざったら2倍角で開いて共通因数を探す(4項を2項ずつくくる)
  • 置換したら新しい変数の範囲を必ず書く/2次関数の最大は軸から遠い端点
  • 合成の位相は点 の偏角三角不等式は中身の変数の範囲を先に確定する

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※ 問題文は法政大学が公表した2025年度入学試験問題(情報科学部・デザイン工学部・理工学部・生命科学部 A方式II日程/数学)を、解説のために引用したものです。解説はオンライン数学専門塾「数強塾」が独自に作成したものです。当解説の答えは大学公表の解答と突き合わせ、全30空所すべてが一致しています。加えて、1の3乗根の 乗を複素数のまま数式処理システムで計算し、面積は400万分割の数値積分で独立に検算しました。

この記事の範囲(生命科学部応用植物科学科 志望者が解答)
  • この冊子は志望学科によって解答する大問が決まっています。共通の〔Ⅰ〕〔Ⅱ〕〔Ⅲ〕に続いて、生命科学部応用植物科学科の志望者は〔Ⅳ〕〔Ⅴ〕を解答します。このページではその〔Ⅳ〕〔Ⅴ〕(全30空所)を扱います
  • 分野は式と計算・複素数/3次関数の微分と積分数学I・IIの範囲で、数学IIIは使いません。
  • 〔Ⅳ〕は「対称式」と「 の3乗根」の2本立て。どちらも、あるいは という1本の式にすべてを帰着させる問題です。 のような巨大な指数も、周期3で折り返すだけで片づきます。
  • 〔Ⅴ〕は「直交する接線」がテーマ。傾き の接線と直交する接線は傾き ——これを という方程式に翻訳できるかが最初の関門です。
  • 最後の面積は「接するなら重解」を使うと一瞬 で割り切れることを利用すると、因数分解が計算なしで済みます。
  • 難易度は標準。〔Ⅲ〕までと比べると計算量は控えめで、ここは確実に取り切りたい大問です。

〔Ⅳ〕【マーク】対称式と、 の3乗根

分野:式と計算・複素数と方程式(数学I・数学II) 難易度:標準 目標時間:15分

【問題】

(1) の分母を有理化すると となる( が[ア]、 が[イ])。

とする。このとき は [ウ]、 は [エ] である。

多項式 を、 を用いて表すと

である( が[オ]、 が[カ])。したがって の値は [キク] である。

(2) を虚数単位とする。方程式 の3つの解は

である( が[ケ]、 が[コサ]、 が[シ]、 が[ス])。 とする。

このとき の値は [セ] である。また の実部は [ソ]、虚部は [タ] である。

([セ][ソ][タ]のA群:⊖ 、⓪ 、① 、② 、③ 、④ 、⑤ 、⑥ 、⑦ 、⑧ 、⑨ 。同じものを何回選んでもよい。)

【解答】

(1) ア  イ  ウ  エ  オ  カ  キク
(2) ケ  コサ  シ  ス  セ ⓪ ソ ⓪ タ ⑦

〔Ⅳ〕(1) [ア][イ]分母の有理化

【問題(再掲)】

の分母を有理化せよ。

【型】分母が なら、分母分子に を掛ける

【なぜこうするか】
和と差の積 を使うと分母から根号が消えます。今回は分子と分母が共役なので、分子が2乗になります

なので

よって、イ

【定石】分母と分子が共役どうしなら、掛けた結果は「分子が2乗、分母が差」 という形は頻出なので、この形を覚えておくと一行で書けます

〔Ⅳ〕(1) [ウ][エ]和と積

【問題(再掲)】

のとき を求めよ。

【型】共役な2数の和は根号が消え、積は「和と差の積」で有理数になる

【なぜこうするか】
足すと が打ち消し合います。

掛けると和と差の積になります。

よって、エ

【定石】 は「 の逆数」という意味。実際 です。 は互いに逆数——この関係に気づくと、後の計算でも見通しがよくなります。

〔Ⅳ〕(1) [オ][カ]対称式で表す

【問題(再掲)】

で表せ。

【型】まず因数分解——4項なら2項ずつくくる

【なぜこうするか】
1・2項目と3・4項目でくくります。

あとは を基本対称式で書き直すだけです。 なので

よって、カ

【検算】数式処理システムで を展開すると恒等的に ✓ 一般的な解答例とも一致。

【定石】対称式は「基本対称式 だけで必ず書ける」。よく使う変形は の2つ。今回は係数が で、 とは違う点に注意してください。

〔Ⅳ〕(1) [キク]値を代入する

【問題(再掲)】

のとき を求めよ。

【型】前問で作った公式に、前々問で出した を入れるだけ

【なぜこうするか】
を代入します。

よってキク

【検算】 を直接代入して展開すると ✓ 一般的な解答例とも一致。

【よくあるミス】 を1つずつ展開しようとすること。 の展開だけでも骨が折れます。誘導が「対称式で表せ」と言っている以上、必ずそれを使う設計です。誘導を無視した瞬間に計算量が10倍になります。

【定石】誘導つきマーク問題では「直前の小問の答えが次の小問の部品」。(1)の 、(2)の対称式表示、(3)の代入——3段ロケットになっていることを意識すると、迷わず進めます。

〔Ⅳ〕(2) [ケ][コサ][シ][ス] の3乗根

【問題(再掲)】

方程式 の3つの解を求めよ。

【型】 と因数分解する

【なぜこうするか】
すなわち 因数分解の公式 を入れて

したがって 、または 。後者は解の公式で

よって、コサ 、シ 、ス

【定石】 を見たら反射的に 。実数解 と、虚数解2つ(互いに共役)という構成は毎回同じです。虚数解は を満たす——この事実が次の小問で直接使われます。

〔Ⅳ〕(2) [セ] の値

【問題(再掲)】

のとき を求めよ。

【型】計算しない—— の解であることを思い出す

【なぜこうするか】
前問で見た通り、まさに の解でした。 はその一方なので、定義からただちに

よってセ ⓪(

【検算】数式処理システムで を実際に代入して展開すると ✓ 一般的な解答例とも一致。

【よくあるミス】まじめに を展開しはじめること。もちろん計算しても になりますが、虚数の2乗は符号ミスの温床です。 はどの方程式の解だったか」を思い出すほうが速くて安全です。

【定石】 の虚数3乗根 の性質は2つだけ——。この2本があれば、 に関するどんな式も処理できます。具体的な値 を使う場面はほとんどありません

〔Ⅳ〕(2) [ソ][タ]

【問題(再掲)】

の実部と虚部を求めよ。

【型】 だから、指数は で割った余りだけ見ればよい

【なぜこうするか】
なので、指数を で割った余りに置き換えられます

  • より余り
  • より余り

したがって

を求めます。 より 。ここに を入れると

よって

実部は 、虚部は 。したがってソ ⓪、タ ⑦

【検算】数式処理システムで を複素数のまま計算すると 、数値では (実部は丸め誤差で 、虚部は )✓ 一般的な解答例とも一致。

【よくあるミス】虚部を と答えること。虚部は「 の係数」であって は含みません のとき虚部は 。A群にも はあっても はありません——選択肢の顔ぶれが答えの形を教えてくれています

【定石】 は「 で割った余り」で のどれかに化ける のような大きな指数が出たら、年号だから割り切れるのでは、と疑ってみるのも実戦的です(実際 の倍数)。

〔Ⅴ〕【マーク】3次関数——極値・直交する接線・面積

分野:微分法と積分法(数学II) 難易度:標準 目標時間:18分

【問題】

関数 とし、座標平面上の曲線 とする。

となる の値は、小さい順に [アイ]、[ウ]、[エ] である。

の導関数を とすると である( が[オ]、 が[カ]、 が[キ])。

となる の値のうち、小さい方を 、大きい方を とおく。 の [ク]。 の [ケ]。

A群:① 極大値であり最大値でもある、② 極大値であるが最大値ではない、③ 極小値であり最小値でもある、④ 極小値であるが最小値ではない、⑤ 極値ではない。同じものを何回選んでもよい。)

の、点 における接線を とする。 の方程式は である( が[コ]、 が[サ])。

([コ]のB群:⓪ 、① 、② 、③ 、④ 、⑤ 、⑥ 、⑦ 、⑧ 、⑨

を満たす実数とする。 の点 における接線を 、点 における接線を とする。 はともに と直交するものとする。 および の傾きは [シ] である(上のB群から選ぶ)。

の値の大小に関して [ス] が成り立つ。

C群:① 、② 、③ 、④ 、⑤ 、⑥

の、点 以外の共有点の 座標は [セ] である。、および2直線 [セ] で囲まれた部分の面積 である( が[ソタ]、 が[チ])。

【解答】

アイ  ウ  エ  オ  カ  キ  ク ② ケ ④
コ ⑧ サ  シ ⓪ ス ③ セ  ソタ  チ

〔Ⅴ〕 [アイ][ウ][エ] の3解

【問題(再掲)】

を解け。

【型】3次方程式は因数定理——定数項の約数を代入して つ解を見つける

【なぜこうするか】
を解きます。候補は定数項 の約数(。小さいものから試すと

当たりました。したがって で割り切れます。組立除法(または筆算)で

よって解は 。小さい順にアイ 、ウ 、エ

【定石】因数定理の候補は「定数項の約数 ÷ 最高次係数の約数」。今回は最高次係数が なので、単純に の約数です。 から試すのが定石——3次関数のグラフを描く問題では、たいてい あたりが解になるよう作られています。

〔Ⅴ〕 [オ][カ][キ]導関数

【問題(再掲)】

を求めよ。

【型】 は定数倍なので外に出したまま、中身だけ微分する

【なぜこうするか】
中身 を微分すると 。したがって

よって、カ 、キ

【よくあるミス】定数項 を微分し忘れずに残してしまうこと。定数を微分すると なので消えます。空所の形が 3項しかないのも、定数項が消えた結果です。

【定石】 の前に付いた定数は、微分でも積分でもそのまま外に出しておく。今回 を先に展開して としてから微分すると、分数の係数が増えてミスしやすくなります

〔Ⅴ〕 [ク][ケ]極値は最大最小か

【問題(再掲)】

の小さい解を 、大きい解を とする。 はそれぞれ何か。

【型】3次関数(最高次の係数が正)は、必ず「極大 → 極小」の順で、最大値も最小値もない

【なぜこうするか】
下に凸の放物線なので、 で負、その外側で正。つまり

すなわち で増加、 で減少、 で増加—— が極大、 が極小です。

ここで極限を確認します。 の係数が正なので 。したがって最大値も最小値も存在しません

  • 極大値だが最大値ではないク ②
  • 極小値だが最小値ではないケ ④

【検算】(極大)、(極小)✓ 一般的な解答例とも一致。

【定石】3次関数に「範囲の指定」がなければ、極値は決して最大最小にならない。逆に のような範囲がついていれば、端点と極値を比べる必要が出ます。問題文に範囲があるかどうかを最初に確認してください。

〔Ⅴ〕 [コ][サ]接線 の方程式

【問題(再掲)】

の点 における接線 を求めよ。

【型】接線は ——傾きと通る点の2つだけ

【なぜこうするか】
での値と傾きを計算します。

したがって

よってコ ⑧()、サ

【定石】接線を求めるときは「値」と「傾き」を横に並べて書く と2つ書いてから式に入れる——この順序を固定すると、値と傾きを取り違えることがなくなります

〔Ⅴ〕 [シ]直交する接線の傾き

【問題(再掲)】

と直交する接線 の傾きを求めよ。

【型】直交 傾きの積が

【なぜこうするか】
の傾きは 。求める傾きを とすると

よってシ ⓪(

【定石】直交する直線の傾きは「逆数の符号を変えたもの」 なら なら この一手が、次の小問で という方程式に化ける——ここが〔Ⅴ〕の山場です。

〔Ⅴ〕 [ス] の大小

【問題(再掲)】

の接点の 座標 を求め、 の大小を判定せよ。

【型】「傾きが の接線」=「 の解が接点」

【なぜこうするか】
接点の 座標では、接線の傾きが の値そのものです。したがって

両辺から が消えて、きれいに因数分解できます。

より

次に と比べます。 より

一方 。したがって

よってス ③

(1, 2)(0, 3)(4, 5)α(極大)β(極小)q = 8/3p = 0S = 32/3ℓ : y = −2x + 4(傾き −2)m, n : 傾き 1/2(ℓ と直交)nmC−1234O

図(曲線 と3本の接線。 と直交し、接点 を外側から挟む)

【検算】数式処理システムで を解くと を解くと 。数値で ✓ 一般的な解答例とも一致。

【よくあるミス】 と、 を掛け忘れること。 全体です。両辺に を掛けて とするのが正しい処理。ここを間違えると以降すべて崩れます。

【定石】接線の傾きが指定されたら はその傾き)という方程式を立てる。「接点を求めよ」と直接書かれていなくても、傾きの条件は必ず の方程式に翻訳できます。この読み替えが微分の応用問題の中核です。

〔Ⅴ〕 [セ] のもう1つの共有点

【問題(再掲)】

と接線 の、接点以外の共有点の 座標を求めよ。

【型】「接する」=「重解」—— で割り切れる

【なぜこうするか】
での接線 は、、傾き より

差を計算します。ここで の項と定数項がきれいに消えます

が現れている——これが「 で接している」ことの証拠です。残る因数から

よって

【検算】数式処理システムで を因数分解すると ✓ また で一致 ✓ 一般的な解答例とも一致。

【定石】3次曲線と接線の差は必ず は最高次の係数)の形。ここで が接点、 がもう1つの交点。3解の和は なので、解と係数の関係から を暗算で出すこともできます(今回は )。

〔Ⅴ〕 [ソタ][チ]囲まれた部分の面積

【問題(再掲)】

、および2直線 で囲まれた部分の面積 を求めよ。

【型】面積は「上の関数 − 下の関数」を積分する——差の式はもう作ってある

【なぜこうするか】
前問で が出ています。 では なので、この差は負——つまりこの区間では が上です。したがって

あとは計算するだけです。

よってソタ 、チ

【検算】数式処理システムで を厳密計算すると 。区間を400万分割した数値積分でも )✓ 一般的な解答例とも一致。

【よくあるミス】どちらが上かを確認せずに を計算し、 と負の答えを出すこと。面積が負になったら符号を逆にすればよいだけですが、そのまま答えると失点します。因数分解した形 を見れば符号が一目でわかるので、必ず確認してください。

【定石】「接線と曲線で囲まれた面積」は、差の因数分解形をそのまま積分する。展開して と分けるより、 の形から に開くほうが2項で済む——計算量が半分以下になります。

この範囲で身につけたい「型」一覧
  • 共役どうしの分数の有理化は「分子が2乗、分母が差」 は互いに逆数
  • 対称式は基本対称式 だけで書ける——4項の式は2項ずつくくって因数分解
  • 誘導つきマークでは「直前の答えが次の部品」——誘導を無視すると計算量が10倍になる
  • /虚数解の性質は の2本だけ
  • は指数を で割った余りで に化ける
  • 虚部は「 の係数」—— は含まない
  • 3次方程式は因数定理(定数項の約数を代入)
  • 範囲の指定がない3次関数は、極値が最大最小になることはない
  • 接線は「値」と「傾き」を横に並べて書いてから式に入れる
  • 直交する傾きは「逆数の符号を変えたもの」傾きの条件は という方程式に翻訳する
  • 3次曲線と接線の差は の形——3解の和 から が暗算で出る
  • 面積は差の因数分解形をそのまま積分符号を先に確認して、どちらが上かを決める

この解説を書いている講師に、直接習うことができます。

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※ 問題文は法政大学が公表した2025年度入学試験問題(情報科学部・デザイン工学部・理工学部・生命科学部 A方式II日程/数学)を、解説のために引用したものです。解説はオンライン数学専門塾「数強塾」が独自に作成したものです。当解説の答えは大学公表の解答と突き合わせ、全35空所すべてが一致しています。加えて、導関数・第2次導関数の式を記号計算で恒等的に検証し、面積は400万分割の数値積分3実解の条件は を動かして実際に解の個数を数えることで独立に検算しました。

この記事の範囲(情報科学コンピュータ科学・デザイン工建築・理工電気電子/経営システム/創生科学・生命科学環境応用化学 志望者が解答)
  • この冊子は志望学科によって解答する大問が決まっています。共通の〔Ⅰ〕〔Ⅱ〕〔Ⅲ〕に続いて、上記の学科の志望者は〔Ⅵ〕〔Ⅶ〕を解答します。このページではその〔Ⅵ〕〔Ⅶ〕(全35空所)を扱います
  • 分野は三角関数を含む関数の符号と面積/無理関数・対数関数の増減と凹凸、置換積分。どちらも数学IIIの微分・積分です。
  • 〔Ⅵ〕は「積の形をそのまま使う」のが要点展開してはいけません。零点も符号も、2つの因子を別々に見るだけで決まります。
  • 〔Ⅶ〕は と置くと導関数が2次式になるのが最大のポイント。 のままでは符号が見えませんが、 で書き直せば因数分解できます。
  • 最後は「 の実数解の個数」。これは横線 とグラフの交点の個数——増減表と極限をそろえてから、極値の間に を挟みます。
  • 難易度はやや難。ただし誘導が細かく、空所の形が答えの形を教えてくれるので、方針で迷う場面は少ないはずです。

〔Ⅵ〕【マーク】 の符号・接線・面積

分野:微分法・積分法(数学III) 難易度:やや難 目標時間:22分

【問題】

関数 とし、座標平面上の曲線 とする。

において、 となる の値の個数は [ア] である。また、 の範囲で となるのは [イ][ウ]、[エ][オ] のときである。ただし [ウ][エ] とする。

([イ]〜[オ]のA群:⊖ 、⓪ 、① 、② 、③ 、④ 、⑤ 、⑥ 、⑦ 、⑧ 、⑨ 。同じものを何回選んでもよい。)

の導関数を とする。 は [カキ]、 は [ク] である。

の点 における接線を 、点 における接線を とする。 を実数とし、 の方程式を は[カキ]と同じ値)とすると [ケ] である。また の交点は、 座標が [コ]、 座標が [サ] である。

([ケ][コ][サ]のB群:⊖ 、⓪ 、① 、② 、③ 、④ 、⑤ 、⑥ 、⑦ 、⑧ 、⑨ 。同じものを何回選んでもよい。)

軸、および2直線 で囲まれた部分の面積を とする。部分積分法を用いると

である( が[シ]、 が[ス])。

([シ][ス]のC群:⊖ 、⓪ 、① 、② 、③ 、④ 、⑤ 、⑥ 、⑦ 、⑧ 、⑨ 。同じものを何回選んでもよい。)

面積 である( が[セ]、 が[ソ])。

【解答】

 イ ⓪ ウ ① エ ① オ ② カキ  ク
ケ ⑧ コ ⊖ サ ⑤ シ ⊖ ス ⓪ セ  ソ

〔Ⅵ〕 [ア] となる の個数

【問題(再掲)】

となる は何個か。

【型】積が ⟺ どちらかの因子が ——展開せず、2つを別々に解く

【なぜこうするか】
すでに積の形です。展開せずにそのまま使います。

  • より の範囲にあるのは
  • より は整数)、つまり が整数。範囲内は

2つを合わせます。 は重複しているので、個数は

よって

【検算】 を直接確認 ✓ 600万分割した数値計算でも、 の内部で符号が変わるのは の2箇所だけで、端点 も零点——合わせて4個 ✓ 一般的な解答例とも一致。

【よくあるミス】 を2回数えて 個と答えること。両方の因子が同時に になる点です。「または」で結ばれた条件の解は、必ず合併(重複を1回だけ数える)——集合として書き出すのが確実です。

【定石】 が整数 が中に入っていると周期が になり、零点がちょうど整数に並ぶ——この設計は入試で頻出です。 を見たら「整数で 」と即座に反応してください。

〔Ⅵ〕 [イ][ウ][エ][オ] の範囲

【問題(再掲)】

となる範囲を求めよ。

【型】積の符号は「因子ごとの符号表」を2段書いて掛け合わせる

【なぜこうするか】
2つの因子の符号を、それぞれ別に調べます。

  • :周期 の波で、

掛け合わせます。

  • :(負)×(正)=
  • :(正)×(負)=
  • :(正)×(正)= 正

したがって となるのは では なので、2つの区間に分かれます

よってイ ⓪()、ウ ①()、エ ①()、オ ②(