昨日の東大入試数学を全て解いたので、1問ずつ軽く講評してみました。

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昨日は国公立大学の前期日程試験でしたね。

東大では、今日も2日目の試験が行われる予定です。

 

東大では初日に、国語と数学の入試が行われます。2日目の今日は、理科社会と英語です。

数学の動画を配信したり、イベントをやっていることもあり、もちろん昨日のうちに、全ての東大の数学入試を解きました。

 

文系4問、理系6問で計10問。

今年は文理共通問題2問あったので、事実上は8種類の問題が出題されたことになります。

(厳密には、共通問題は1問で、もう1問は条件が違いますけどね)

 

文系100分、理系150分の試験時間ですが、昨夜、他の仕事をしたり、メールを返したりしながら、多分120~130分くらいで解き終わりましたね。さすがに8問入試を解くと疲れます(笑)

 

という事で、今日は3分でわかる最新ニュースは中止して、東大入試数学について、1問ずつ軽く触れていこうと思います。

そして、出来れば、今日の夕方のブログで詳しく取りあげたい!!(時間が間に合えば)

 

まずは文系第1問

条件を作るところまでは、至ってシンプル。計算ミスがなければ、簡単に最後まで行けちゃう人も結構多くいそう。

面積計算を丁寧にして、AとBが接する条件を間違えなければ、ほとんどの方が部分点まではもらえてるでしょう。

僕は、その後のsとtの消去する順番を間違えて、しばらく悩むトラブルがありましたがwww

難易度は高くありません。

 

 

 

そして文系第2問

これは、難易度をどう評価すれば良いのでしょう。

初手で間違えなければそれほど難しくないんでしょうが、初手で間違えると、ドツボにはまります。

線分の通過領域の面積って、ちょっと珍しいタイプの問題かもしれませんね。

 

 

 

文系第3問

(1)が、死ぬほど簡単です簡単すぎて、答えを疑うレベル。

でも(2)の誘導として、どうしても必要だったんでしょうね。ちなみに誘導に乗らなくても、面倒な場合分けをすれば答えは出ます。

東大の入試としては、簡単な部類でしょう。

 

 

 

そして、文系第4問(最後)

 

 

出ましたね、整数問題。東大ではお馴染みです。

今回は、これまた整数と相性の良い、数列絡みの問題です。(というか、数列メインかも)

(1)は、これまたメチャクチャ簡単なレベル計算をミスしなければ当たります。

(2)は変形で結構悩む人、多いのではないでしょうか?僕もシンプルな式に直すまで、結構ゴチャゴチャ計算してしまいました。まあ、こういうのは出てしまえば、非常にシンプルなんですけどね。

(3)は、典型問題。数列×証明のコラボときたら、帰納法でしょう。悩んではいけません。

(4)が難しいって、ネットの噂で見ましたが、僕としてはむしろ瞬殺でした。だって、最大公約数と言ったら、アレを連想しなきゃ。そうです。ユークリッドの互除法。

でも、互除法を帰納的に使うのは、少し珍しいかもですね。

 

 

 

では、続きまして、理系第1問

 

1)は、チェビシェフの多項式を連想させる問題。東大理系の受験生なら、落としてはならない難易度でしょう。

(2)は、最小値って言われてるので微分。理系は良く考えずに微分(笑)というと語弊がありますが、微分してから悩んだ方が良い問題がたくさんありますね。

で、微分して、増減表書いて・・・って進んでいくと、解答がドンドン進みます。強面ですが、意外とつまづくポイントは少ないかもしれませんね。

 

 

 

理系第2問は、ほぼ文系第3問と共通なので、画像だけ貼っておきます。

(2)がちょっとだけ違いますね。

 

 

 

理系第3問に進みます。

みんなが苦手な複素数

垂直二等分線の条件を、シンプルに立てられるかで、(1)が決まりますね。

垂直条件ではなくて、2点からの距離が等しい条件を使うと簡単でした。覚えておきましょう。

(2)は、(1)の誘導に乗っかって、α=-1と置くところまでは行けるでしょうか?zが2点の間しか動かない条件を、上手に反映させられるかが勝負ところです。

まあ、でもそれほど難しくはないかな?

 

 

理系第4問は、文系第4問と共通なので、これまた割愛。

 

次は理系第5問です。

放物線が2本、逆関数的に登場していますね。そして共通接線の条件。

代入して判別式で解けるので、そんなに難しく考えずに進めます。

余談ですが、(1)はaとkとbの条件を求めるので、思わずアレを思い出してしまった人もいるのでは・・・?こじはるさん、お疲れ様でした。

(2)も、言われた通りa=2を代入すると筆が進みます。そしてそのkを代入すると、aが3個出てきて・・・と、連立方程式をいじってると終わっちゃう問題でした。

 

 

最後、理系第6問

個人的に、1番難しいかなと思った問題。

(1)は、それほど難しくなく、図を描いたり、座標を設定してたら、解けてもおかしくないでしょう。

しかし誘導に乗っかって、(2)を解こうとすると、誘導への乗っかり方が思いつかないかもしれませんね。

他の問題を解き終わって、残り時間をたっぷりあてて、じっくり取り組む問題かもしれません。

まあ、東大入試ならこれくらい出てもビックリしないですが。

 

 

 

という事で、ざーっと簡単に書いてきました。

短文でまとめているので、いとも簡単に解いたかのように見えるかもしれませんが、いざ試験会場で解くと難しく感じるのは知ってます。

僕も1年前に同じ経験をしたので。

 

なにせ去年、数学の入試を解いている時に、パニックになってまして、

3のn乗が3の倍数になる証明が出来なくなってしまいました。

3のn乗なんて、自明で3の倍数なんですが、緊張感って恐ろしいですね。

 

他にも単純な引き算だか割り算だかを間違えましたし。試験には魔物が住むなんて言われますが、そういう事もあります。

 

さて、簡単にしかコメントしてこなかったので、今日の夕方のブログから1問ずつもう少し丁寧に解説したいと思っています。

時間があれば、今日の夕方から始動しますので、お楽しみに!

 

 

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2017年 東大文系数学のオススメ作戦

今日も訪れて下さり、ありがとうございます。

 

東大入試が終わってから、毎日解説を更新してましたが、今日と明日は僕の特徴的な記事を書こうと思っています。

普通であれば、入試問題を一問ずつ解説するだけで終わる事が多いと思いますが、入試は解く事よりも、合格点を取る事が目的です。

 

ということで、一問ずつ満点を取る解説だけではなく、合格点を取るための考え方も書いているのです。

具体的には、試験時間の使い方です。

 

問題冊子を配られ、開いてから試験が終わるまでに、どういう事を考えるか、どの順番で問題を解くか、どの問題にどれだけ時間をかけて、どの問題を解かないか。

全ての問題に全力投球するのが、必ずしも良い作戦とは限らないのです。

 

野球でも、飛んできたボールに全てフルスイングするバッターはいないですし、サッカーでもプレイヤー全員がボールに飛びついていてはゴールががら空きになってしまいます。

全力を投入するのは大事なのですが、全力を投入するべきタイミングと場所があるということです。

 

これも、書くとキリがないのですが、せめて過去問分析は、その年に出題された問題を全て見比べながら行って下さい。

一問ずつ見るのではなくて、横に並べて見比べるのです。

すると、合格点を取るために、どの問題で何点ずつ取るのか、少しずつ見えてくると思います。

 

あとで詳しく書きますが、今年の東大文系数学で取りたい点数が、30点なら、40点なら、50点なら、60点ならと、それぞれで何点ずつ取るか一例として挙げています。

 

 

 

では、今年の問題の点数の取り易さや、かかる時間などについて、一言ずつコメントをしていきましょう。

2017東大数学

 

まず、第1問

 

二次関数もグラフで簡単に書けるし、求める面積も全く難しくない。言われた通り、立式して計算ミスさえしなければ、部分点が大量に取れる問題ですね。

Q/Pを計算して、sとtのどちらを消去するかで、初めて悩みどころが出てくると思うのですが、ここで逆を選んだとしても、半分くらいの部分点は望めるでしょう。

 

だからこそ、この問題では計算ミスをしないように細心の注意を払うべきでしょうね。さっさと終わらせて他の問題に時間を使いたい所かもしれませんが、計算ミスをしたら命取りです。多少時間をかけて、何度か計算し直しても良いと思います。

 

 

 

次に第2問。

 

簡単だったと噂もある問題ですが、僕はそこまで簡単だと思ってません。

というのも、初手で間違えるとほとんど点数が取れない可能性があるからです。

結局はベクトルを選ぶのが模範解答なんですが、そうしないと点数がなくなります。という事で

差が付く問題だと思いますね。

ベクトルの選び方については、こちらに書きましたので、参考にして下さい。

 

ちなみに、こういう初手で迷ってしまう問題は、あまり考えずに後回しにすると良いでしょう。

他に、解いていて手が進む問題があれば、優先すべきです。短時間で、得点を取れるかどうかが大事です。

 

 

 

次に第3問。

 

まず(1)は簡単すぎて、本当に東大入試なのか疑うレベルです。

教科書や、学校の定期テストでも、もっと難しいだろうと思いますね。

この問題を間違えたら、今年の東大入学は諦めなければならないでしょう。

 

(2)はそれなりに難しいと思います。とても難しいレベルだとは思いませんが、得点し辛いかもしれません。

というのも、(1)からの誘導の乗り方が少し分かり辛いかなぁと思います。少なくとも、一瞬で分かる受験生は多くないと思います。分かってしまえば、最後まで解けてもおかしくないでしょうけどね。

 

 

 

 

そして、第4問。

 

東大には珍しく、小問が(4)まであります。

小問が多いということは、問題の最後まで解き終わるのに時間がかかるということですし、1問当たりの配点が低いということです。

とは言っても、(1)は簡単すぎて、小問に含まれないかもしれませんけどね(笑)

という事で、(1)は絶対に取らないと不合格レベルでしょう。こういう簡単な問題にこそ、気を付けなければなりませんね。

 

(2)は、下手すると計算に時間がかかりますよ。

すぐに漸化式が作れる方針が見つかれば別ですが、多くの受験生がゴチャゴチャ計算して結局投げ出してしまったのではないでしょうか。

そして、(2)が解けないと(3)や(4)が解けませんから、得点率は低いでしょうね。

 

そういう意味では、最も難しい問題だったと言えるかもしれません。

こちらの記事に手書きの解答を書きまして、そこで触れたんですが、結局ややこしいとは言っても、ただの連立方程式です。

これが解ければ(3)や(4)が解けるかもしれないというならば、面倒でも計算ミスに注意して、丁寧に計算する時間を作っても良いと思います。

 

実際、(3)は典型的な帰納法の問題で、ある意味サービス問題とも言えますから、(2)が解ければ同時に6点ほどゲットできるわけです。(2)は少し無理してでも時間をかけて良いのではと思います。

 

 

というようなことを踏まえて、いつも通りの分析表を載せますね。

 

 

上の表は、小問ごとの配点予想です。赤(というか橙)、黄色、青の順に難易度が下がります。

本当の配点を知る事は出来ないので、あまり深く考えずに適当に決めてます。

 

下の表は、目標得点ごとに取る点数の例です。順当に得点したらこんなものかなという感じ。もちろん、ずれても目標点が取れてればOKです。

今年は、入試問題が簡単だという噂でしたので、60点コースも作ってます。

 

一生懸命に一問ずつ解くのも大切なんですが、合格するためには頭の使い方も色々あります。何か参考になれば、幸いです。

 

では、明日は理系数学です。

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2017年 東大理系数学 オススメ作戦

では、昨日に続きまして、今日は理系のオススメ作戦です。
趣旨説明については、昨日の記事に書きましたので、こちらのページの上の方を読んでから下にどうぞ。
では、1問ずつコメントをしていきます。

2017東大理系数学

まず第1問。

(1)は、とにかく計算をミスしなければ解ける問題。こういう問題には時間を多少かけてでも取り組むべきです。部分点をもらいましょう。
(2)も、最小値がゼロということで、コテコテの問題です。というか、二次関数ですからね。高1から慣れているテーマなので、是非とも取りたい問題です。いわゆる、パラメータ付きの場合分けの問題ですし。
時間をあまりたくさんかける問題ではないですが、多少かけてでも取りに行く問題です。
優先順位は高め。

次に第2問。

これも、理系の確率の問題にしては取り組みやすい問題でしょうね。確率が苦手だからと言って後回しにする人もいますが、勿体ない!
設定も簡単だし、反復試行だし、丁寧に場合分けや設定の読み込みをすれば、そこまで悩む問題ではないはず。
最悪、色々と書き出してみても良いと思います。が、ただ、他にも短時間で得点出来る問題があるので、バランスは見ながらでしょうか。
数学が得意で、差を付けたいなら、大量の部分点を取りたい問題。

第3問。

これも複素数だからと言って、毛嫌いして後回しにする人がいそうですが、勿体ない!
大量の部分点を取りに行く問題です。
(1)は、教科書レベルでもおかしくないし、(2)も途中までは簡単です。1の3乗根なんて、教科書で絶対に触れてる、オメガの話ですから、それだけ計算しても、いくつか部分点がもらえます。
最後に、円の一部を取り除くところで手が止まるのは良いとして、そこまでの部分点は取りたいですね。

第4問

これは、昨日も書きましたので、同じ文章を貼り付けておきますね。

東大には珍しく、小問が(4)まであります。

小問が多いということは、問題の最後まで解き終わるのに時間がかかるということですし、1問当たりの配点が低いということです。

とは言っても、(1)は簡単すぎて、小問に含まれないかもしれませんけどね(笑)

という事で、(1)は絶対に取らないと不合格レベルでしょう。こういう簡単な問題にこそ、気を付けなければなりませんね。

 

2)は、下手すると計算に時間がかかりますよ。

すぐに漸化式が作れる方針が見つかれば別ですが、多くの受験生がゴチャゴチャ計算して結局投げ出してしまったのではないでしょうか。

そして、(2)が解けないと(3)や(4)が解けませんから、得点率は低いでしょうね。

 

そういう意味では、最も難しい問題だったと言えるかもしれません。

こちらの記事に手書きの解答を書きまして、そこで触れたんですが、結局ややこしいとは言っても、ただの連立方程式です。

これが解ければ(3)や(4)が解けるかもしれないというならば、面倒でも計算ミスに注意して、丁寧に計算する時間を作っても良いと思います。

 

実際、(3)は典型的な帰納法の問題で、ある意味サービス問題とも言えますから、(2)が解ければ同時に6点ほどゲットできるわけです。(2)は少し無理してでも時間をかけて良いのではと思います。

では、第5問

これはサービス問題。
問題の構造を、はっきりつかめなくても、計算を進めていたら解けちゃったというタイプの問題。別に方針で悩むこともないでしょうし、これは時間をかけて良い問題でしょう。
接線なので判別式、というのも別に自然だし、実際にそれのごり押しで解けます。
連立方程式も、少し計算がややこしいかもしれませんが、理系ならこれくらいは超えなきゃいけません。
満点を目指して取り組む問題ですよ。

そして最後に第6問

今回、最も難しい問題でした。
恐らく、受験生の皆さんもやってみて、他の問題よりも難しいと気付いたのではないでしょうか?
(1)はそれほどでもないので、取りましょう。頭の中でも、円になるイメージが出来ると思いますしね。
(2)は難しいです。
そして、今年の入試であれば、他の5問の中に、時間をかければ解ける問題があったはずです。だから、僕だったらすぐに飛ばして、他の問題に時間をつぎ込むでしょうね。
猫じゃらし、つまり罠のような問題とまでは言いませんが、あまり時間をかけて、ウンウン悩んでいても仕方ないと思います。
ちなみに、この問題が第1問として出題されていたら、受験生の合否がかなり狂ったでしょうね。
なぜなら、受験生の多くが、6問を全部見てから順番を考えて解くのではなく、とにかく目に入った問題から解き始めるからです。
始めにこの問題に手を付けて、解けなくて悩んで、気が付いたら長い時間をかけてしまった。
そして、解くべき問題に時間を使えずに、思うように点数が取れなかった。
と、いうようなシナリオになりそう。
第6問だから、あまり影響はなかったかもしれません。
では、最後に、得点コースの表を。

上の表は、小問ごとの配点予想です。赤(というか橙)、黄色、青の順に難易度が下がります。

本当の配点を知る事は出来ないので、あまり深く考えずに適当に決めてます。

 

下の表は、目標得点ごとに取る点数の例です。順当に得点したらこんなものかなという感じ。もちろん、ずれても目標点が取れてればOKです。

こんな風に、問題の難易度とかかる時間を考えて、配分を決めていきましょう。過去問を解くときにも、こんなことを考えながら解いてみて下さいね。
それでは、これで長く続いた今年の東大入試関連の記事は終わりです。
明日から通常モードに戻ります。長い間、付き合って下さり、ありがとうございました!

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2017年 東大数学 文系第4問 理系第4問 の解説(過去問とそっくり)

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2017年 東大数学 文系第4問 理系第4問

整数の解説を書き続けてますが、今日の問題はこれ。

 

 

共役な無理数は気付かなくちゃダメ

 

実は、この問題の解説を書くのは2度目なのですが、なぜまた書くかというと、前々回の1997年の問題と、前回の2003年の問題の流れで見てほしかったからです。

 

「いやいや、今回は共役な無理数がないじゃないか」

と思うかもしれませんが、ありますよ、ちゃんと。

 

pに対し、-1/pが登場していてわかりづらくなっていますが、計算してみるとちゃんと共役になるのです。

ちなみに、p=2+√5に対して、-1/pは2-√5になります。

こざかしいマネをしてますが、東大の整数の歴史をたどれば、連想するのは当然なのです。

過去の問題と比較しよう

では、1997年の問題と、2003年の問題と比較してみてみましょう。

この2回で書いたのは、共役な無理数のn乗が登場したら、帰納法で整数だと証明させていました。

その時に必要なのは、漸化式。もっと言えば、3項間の漸化式が得られて、強化帰納法を使うのでした。

 

それを知っている前提でこの問題を見てみましょう。

 

おやおや、(1)でa1とa2を求めているぞ。

(2)では、a1anをan+1とan-1で表せとな。ということは、3項間の漸化式を作れということに他ならない。

そして、(3)では自然数になることの証明。

 

なんだ、同じじゃないか!!

 

となるわけです。

(2)の漸化式の作り方も、a1anから作ろうとすると難しいけど、いつも通りの作り方をすると、ごくごく自然。

ということで、(3)までは瞬殺の問題なのでした。

 

(4)の発想も自然にユークリッド

では、(4)に行きますが、出題された当時は、ユークリッドの発想が難しいと噂になってましたが、そうですか?

僕からしてみると、自然な発想なのですが。

 

だって、最大公約数に絡む技術って、2つくらいしかないですもの。

 

一つは最大公約数と最小公倍数をgとlっておいて、

①a=a’g

②b=b’g(a’とb’は互いに素)

③l=a’b’g

④ab=gl

の4式を立てる方針。

 

二つ目がユークリッドの互除法です。

 

確かにユークリッドの互除法を漸化式に使う発想は難しい(というか慣れていない)かもしれませんが、着想はできるはず。

 

ということで、手書きの解答です。

 

 

ということで、今回は力を抜いてこれくらいで終わりましょう。

 

いや~、過去問を解くのって大事ですね。

 

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2017年 東大文系数学 第3問 理系数学 第2問の解説(場合の数・確率・反復試行)

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センター試験を成功させて、入試を突破しよう!産経新聞社のウェブサイトで私のコラムが配信されています。

バックナンバーはこちら。

第1弾:大学入試センター試験に間に合う!1カ月で膨大な知識が覚えられる暗記法(上)

第2弾:大学入試センター試験に間に合う!1カ月で膨大な知識が覚えられる暗記法(下)

第3弾:1カ月でセンター試験の英語の得点が50点上がる方法

第4弾:ピリピリする受験生を成功に導くために親がすべき7つのこと

第5弾:合格しない人から合格する人になれるイメージ戦略

2017年 東大文系数学 第3問 理系数学 第2問の解説

昨日の告知に続き、まずは2017年 東大文系数学の第3問と、理系第2問です。

まずは、問題を。

文系第3問は・・・

 

 

そんでもって、理系第2問は

 

見比べると分かりますが、文系の(2)と、理系の(1)が同じ問題ですね。

文系では、もっと簡単な・・・というか死ぬほど簡単な(1)が追加されていて、

理系はちょっと手間がかかる(2)が追加されているという感じ。

まずは、文系の方から片づけてしまいましょう。問題の設定を読んで下さい。

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2017年 東大理系数学 第6問(立体・体積・積分・三角関数)

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2017年 東大理系数学 第6問

さあ、東大お得意の立体図形の求積!

これは難しいですよね。問題文の意味を読み取るのは、読み取れたとしても立体のイメージが掴めない。

一体、どんな形をしているやら・・・。

とは言っても、(1)はそれほど難しい問題ではありませんね。Pの座標を(x、y、z)でおいて、立式すれば解けます。簡単な軌跡の問題です。

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2017年 東大理系数学 第5問の解説(二次関数・二次曲線・放物線・接線・判別式)

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2017年 東大理系数学 第5問の解説(二次関数・二次曲線・放物線・接線・判別式)

まずは、問題から。

数学を体系的に教えるべき

東大の数学は確率や整数が難しく、関数の問題が比較的簡単になりがち。
そういう意味で、この問題は受験生が得意そうな問題。

特に接線関連の問題はたくさん問題集にも載ってますし、それほど複雑にならないことが多いので、見た瞬間に手を付けた受験生が多いでしょうね。
実際に解いてみても、あまり深いことを考えず、なんだかゴチャゴチャ計算していたら解けちゃった、みたいな問題です。

僕は今の数学教育は、計算訓練にすぎないと思っているのですが、接線関連に関しても同様で、割とその場しのぎで解いている人が多い印象です。理論的、体系的に教え、考えるべきだと思っているのですが。
とそんな愚痴はどうでもよいとして、解答の方針に行きましょう。

(1)接線の解法

まず(1)は共通接線の条件を立式するわけですが、今回はy=ax+bの式と、2つの放物線が接しているとのこと。
接する条件には色々ありますが、今回は素直に判別式で良さそうですね。

もう少し細かく言うと、例えば3次関数とか、指数や三角関数が含まれている関数であれば、微分を用いるのでしょうけど、そういうわけでもないし、
接点が分かっていれば、接点から接線を引く事も出来るんですが、ちょっと使える形ではない。

まあ、接するのが放物線(二次曲線)ですからね。あれこれ考えず、判別式を創っちゃえば良い、ということでしょう。
という事で、(判別式)=0の等式を2本立てると、(1)は解けてしまいます。

不明量がaとbとkで3文字。
それに対して、(判別式)=0の等式が2本です。
そして、問題文の要求が、bとkをaを用いて表せという事ですから、1文字分余ってOK
という事で、方針の目途も簡単に立ちます。

あまり深く考えず判別式というのが、良いでしょう。

丁寧に問題文を読もう

次に(2)。
まず何も考えず、a=2を代入するところから始めます。
すると(1)の結果を使ってbとkの値が出ますね。
これで部分点は確保です。
ここまでは簡単だから良いとして、問題文の意味を理解しているでしょうか?
丁寧に読み解きましょう。

問題文には
「傾きが2の共通接線が存在するようにkの値を定める。」
とあります。
傾きが2とあるので、a=2を代入したわけで、このaに対してkの値が定まります。

その次に
「このとき」
とありますが、これは
「a=2に対応するkの値のとき」
という意味です。

続いて
「共通接線が3本存在することを示し、それらの傾きとy切片を求めよ。」
とあります。

つまり、今求めたkの値の時に共通接線が3本あって、そのうちの1本がa=2かつ求めたbであるということです。
ということは、kはこれ以上いじらなくて良くて、aとbはあと2組求める必要があるのです。

という事で、今度は求めたkの値を元の式に代入して、aとbの値を探していく作業に移ります。

この辺りがややこしてくて、少し混乱するかもしれませんが、東大入試にしては簡単でしょう。
もし「共通接線を全て求めよ」だと、難易度が上がるのですが、今回は3本と言われてますから、悩みません。

逆関数の扱い

気付かないと解けないわけではないですが、補足説明として逆関数に触れましょう。

冒頭に与えられた2つの放物線が、逆関数になってますよね。
だから、a=‐1は、kやbに関係なく、常に解になっています。

あと、最後に求めたaの値も、2と1/2ですから、これもy=xに関して対称になってますね。
この辺りに注目できると、計算ミスも防げそうです。

では、最後に手書きの解答をご覧くださいませ。

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2017年 東大理系数学 第3問(複素数平面・垂直二等分線・軌跡・反転)

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2017年 東大理系数学 第3問(複素数平面・垂直二等分線・軌跡・反転)

出ました!複素数平面です

反転がテーマの問題

複素数、苦手な方が多いと思いますが、このレベルは解きたいところ。少なくとも、半分以上の部分点は取っておきたいところですね。

この問題は「反転」と言われる問題です。(z=1/wと置換することを「反転」といいます。)
原点からある半直線を引いて、その上にPとQの2点を取った時に、OP×OQ=一定となるようにPとQを動かす操作のことですね。
Pが直線を動くとQが円を描いたりして、面白い連動の仕方をします。

数学の先生なんかでは有名ですが、知らなくても入試問題は解けてしまいますから、必ず知らなきゃいけないものではありません。ということで、先生の中でもしっかりと勉強している人は少ないのでは!?
一応、青チャート何かでは触れられてるテーマなんですが。

この問題もしかり、入試問題を解くだけならば、知らなくても済むテーマなので、今回は反転の解説はしませんが、そういうテーマがあることだけは触れておきます。

(1)垂直二等分線の立式をすればOK

さて、問題へのアプローチの仕方ですが、まず(1)はzが垂直二等分線上を動くという条件です。
原点Oと、点αの垂直二等分線上ということで、|z|=|z-α|と作ればOK。
※垂直二等分線というのは、2点からの距離が等しい点の軌跡でもあります。中1の作図で習いますね。
このzに1/wを代入して、基本通りの変形をすれば解けます。教科書の例題にされかねない簡単さです。

線分の上を動く点の処理

次に(2)ですが、これは少し頭を使います。
まず、βとβ^2ですが、これを求めるところまでは行けますかね?
数Ⅱでは、複素数と方程式に出てきたω(オメガ)の話が通用しますし、数Ⅲならば複素数を使っても求められます。
求め方は、手書きの解答に載せておきましたが、βとβ^2が、縦に並んだ2点になりますね。

そして、zがβとβ^2の間を動くとのこと。
要するに(1)と似ている設定になるわけです。(直線を動くという意味で)
具体的には、(1)でα=-1にすると、そのままwの軌跡が求められます。

但し、zは直線上全てを動くわけではなく、βとβ^2の間、つまり線分の間しか動きません。
よって、wの軌跡も全体にならない(かもしれない)

という事で、どの部分が削られるかを調べれば、解答が完成です。
その、削り方が難しいんですが、今回はargを使ってます。不安ならば、実際にzに値を代入してみて、wの場所をチェックしても良いですね。

では、手書きの解答をどうぞ

最後、全体の軌跡から、wが通らない所を除外する所が難しいにしても、部分点は大量に取っておきたい問題です。

複素数も頻出ですから、来年の受験生は、要復習です。

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2017年 東大文系数学 第4問 理系数学 第4問 (ユークリッドの互除法・漸化式・対称式・最大公約数)

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2017年 東大文系数学 第4問 理系数学 第4問 (ユークリッドの互除法・漸化式・対称式・最大公約数)

2017年は、整数問題が文理共通でした。
簡単だ、簡単だと言われ続けている今年の数学ですが、これは難しかったと評判です。

共役な無理数に気づけ!

僕はこのHPや、アメブロでいつも「解く前に問題文を最後まで読み、読み取れる情報を読み取れ!」と言い続けていますが、この問題は非常に面白い!
解かずに通読しただけで、かなりたくさんの情報を読み取れます。

まずは、対称式。気づきました?
p=2+√5に対して、pのn乗と、-1/pのn乗があります。
大抵こういう時は、共役な無理数になるものなのです。そして計算してみるとやっぱりそうなる。
こういう「パターンの知識」をしっかり積み重ねるのが、数学の勉強です。

共役な無理数ときたら、対称式

そして、共役な無理数が登場したら、対称式がセットで出てきます。

和と積を計算してみてください。
両方とも整数値になるはずです。ということは、対称式の計算がしやすいのです。

この問題は、共役な無理数のn乗の和になってますが、これも対称式を大いに使う問題なのです。

それが、漸化式の利用なのです。

そして、漸化式を作る

共役な無理数のn乗の和が出たら、必ず登場する性質があります。
それが「nにかかわらず整数になる」というもの。
つまり、この問題の(3)の問題のことです。

東大でも過去に何度か出ています。
分かりやすいところで言うと、2003年、1997年、1993年の問題でしょう。
(今後解説をアップする予定です。)

証明の仕方は、漸化式を作って帰納法で証明です。

漸化式の作り方

で、その漸化式の作り方ですが、(2)そのものでした。変な問題に見えて、非常に基礎の積み重ねの延長にある問題です。
n乗の和を、n-1乗の和と、n-2乗の和で表すものですが、いつもの計算の流れ。
この機会に覚えてしまいましょう。

一応、手書きの解答には、2通りの解法を載せておきました。
1つは、模範解答でも載っているような、最短での計算方法で、
もう一つは、面倒で遠回りだけど、絶対に求められる方法です。(pのn乗と、-1/pのn乗を不明量とみなし、連立方程式で無理矢理解いてます。)

(4)は難しい

(4)は最大公約数を求めよという問題。これが、難しかったと評判ですね。
ただし、僕としては「なんで難しいの?」という感じ。

数学ⅠAⅡBⅢで習う項目を頭の中で一度検索しなおしてください。
最大公約数に絡む定理や性質、問題パターンは多くありません。真っ先に思い浮かべるのが、ユークリッドの互除法ですから、むしろ自然な発想です。
(他にも、GCMとLCMを使って、等式を作るタイプもありますが)

(2)で漸化式を求めておけば、an+1と、anの最大公約数が、anとan-1の最大公約数になることが分かります。
そして、漸化式を一つずらせば、anとan-1の最大公約数が、an-1とan-2の最大公約数になり、
またずらせば・・・と、繰り返すと結局a2とa1の最大公約数になります。

難しいなと感じた方は、頭の中の回路で「最大公約数=ユークリッドの互除法」と強く結び付けておいてください。

ということで、手書きの解答です。どうぞ。

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2017年 東大文系数学 第2問(ベクトル・領域図示・面積・図形・媒介変数)

今日は、2017年の東大文系数学の第2問です!

簡単という噂ですが、初手で間違えると痛い目見ます。

詳しい解説は、アメブロの記事へ飛んでください!こちらのリンクです。

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「2017年 東大文系数学 第2問(ベクトル・領域図示・面積・図形・媒介変数)」の続きを読む…

2017年 東大理系数学 第1問(三角関数・チェビシェフの多項式・二次関数・場合分け・最大最小)

毎日、東大入試数学を更新するコーナー。

今日は、2017年の東大入試、理系第1問です!

詳しい解説は、アメブロのこちらをクリック

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「2017年 東大理系数学 第1問(三角関数・チェビシェフの多項式・二次関数・場合分け・最大最小)」の続きを読む…

2017年 東大文系数学 第1問の解説(二次関数、面積、積分、最大値)

さあさあ、これから毎日、今年の東大数学の解説をアップしていきます。

まずは、文系第1問です。

詳しい解説は、こちらのリンクから見れます。

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「2017年 東大文系数学 第1問の解説(二次関数、面積、積分、最大値)」の続きを読む…