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聖マリアンナ医科大学/2024年度/一般

聖マリアンナ医科大学 2024年 数学 第1問解答・解説

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1問題

聖マリアンナ医科大学2024年度第1問

以下の(1)〜(3)のア\text{ア}〜カ\text{カ}にあてはまる適切な数を解答用紙の所定の欄に記入せよ。   (1) 次の表は6人の生徒A〜Fの数学,物理の小テストの得点と6人の平均点であるが,Dの数学の得点のみ表示されていない。 ABCDEF平均数学8868107物理5744465\begin{array}{c|ccccccc} & A & B & C & D & E & F & \text{平均}\\\hline \text{数学} & 8 & 8 & 6 & & 8 & 10 & 7\\ \text{物理} & 5 & 7 & 4 & 4 & 4 & 6 & 5 \end{array} Dの数学の得点はア\boxed{\text{ア}}であり,この6人の数学の得点の分散を既約分数で答えるとイ\boxed{\text{イ}}である。また,この6人の数学と物理の得点の相関係数はウ38\displaystyle \frac{\boxed{\text{ウ}}}{38}である。   (2) 3次方程式 x3+43x+4=0x^{3}+\sqrt[3]{4}x+4=0 の3つの解をα,β,γ\alpha,\beta,\gammaとするとき, α+β+γ=エ,(1023−α)(1023−β)(1023−γ)=オ\alpha+\beta+\gamma=\boxed{\text{エ}},\qquad (10\sqrt[3]{2}-\alpha)(10\sqrt[3]{2}-\beta)(10\sqrt[3]{2}-\gamma)=\boxed{\text{オ}} である。   (3) aaを実数とし,(x−a)2(x-a)^{2}で割り切れる3次多項式f(x)f(x)を考える。f(x)f(x)の係数がすべて実数で,x3x^{3}の項の係数が1,f(3)=3f(3)=3,f′(3)=1f'(3)=1であるとき,aaの値を求めるとa=カa=\boxed{\text{カ}}である。

まずは自分で解いてみましょう。詰まったら「考え方」、解けたら「答え」で確かめられます。

2考え方

考え方を見る解き方の方針だけを確かめる

平均と偏差で統計量を計算する。三次方程式では解と係数の関係と多項式への代入を使い、重根条件は因数分解形で処理する。

3答え

答えを見る自分の答えと照らし合わせる
  • ア=2,=2,\quadイ=193,\displaystyle =\frac{19}{3},\quadウ=519,=5\sqrt{19},\quadエ=0,=0,\quadオ=2024,=2024,\quadカ=5.=5.

4解答

解答を見る途中式つきの解答

(1) 数学の合計は 6⋅7=42 であり、既知の5人の合計は 8+8+6+8+10=40 だから、Dは 2 点。偏差は 1,1,−1,−5,1,3 なので、分散は  1+1+1+25+1+96=193. 物理の平均からの偏差は 0,2,−1,−1,−1,1。偏差積和は 0+2+1+5−1+3=10、偏差平方和は数学 38、物理 8 だから、相関係数は  1038⋅8=51938.(2) 解と係数の関係から α+β+γ=0. また q=1023 とおくと、  (q−α)(q−β)(q−γ)=q3+43 q+4=2000+20+4=2024.(3) (x−a)2 が割り切るので f(x)=(x−a)2(x−c) と書ける。t=3−a, s=3−c とおけば、  t2s=3,2ts+t2=1. 前式から s=3/t2 なので t3−t+6=0。これは (t+2)(t2−2t+3)=0 と因数分解できる。t2−2t+3=(t−1)2+2>0 より t=−2、従って a=5.\displaystyle \text{(1) 数学の合計は }6\cdot7=42\text{ であり、既知の5人の合計は }8+8+6+8+10=40\text{ だから、Dは }2\text{ 点。偏差は }1,1,-1,-5,1,3\text{ なので、分散は}\;\frac{1+1+1+25+1+9}{6}=\frac{19}{3}.\text{ 物理の平均からの偏差は }0,2,-1,-1,-1,1\text{。偏差積和は }0+2+1+5-1+3=10\text{、偏差平方和は数学 }38\text{、物理 }8\text{ だから、相関係数は}\;\frac{10}{\sqrt{38\cdot8}}=\frac{5\sqrt{19}}{38}.\quad \text{(2) 解と係数の関係から }\alpha+\beta+\gamma=0.\text{ また }q=10\sqrt[3]2\text{ とおくと、}\;(q-\alpha)(q-\beta)(q-\gamma)=q^3+\sqrt[3]4\,q+4=2000+20+4=2024.\quad \text{(3) }(x-a)^2\text{ が割り切るので }f(x)=(x-a)^2(x-c)\text{ と書ける。}t=3-a,\ s=3-c\text{ とおけば、}\;t^2s=3,\quad 2ts+t^2=1.\text{ 前式から }s=3/t^2\text{ なので }t^3-t+6=0\text{。これは }(t+2)(t^2-2t+3)=0\text{ と因数分解できる。}t^2-2t+3=(t-1)^2+2>0\text{ より }t=-2\text{、従って }a=5.

この問題で使う考え方

  • 分散と標準偏差
  • 相関係数
  • 解と係数の関係
  • 高次方程式
  • 多項式の導関数

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