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過去問演習

東京都公立高校学力検査 2024年度
数学
大問3

関数(15点)

問1 -3 ≦ a ≦ 1 のとき、点Pは放物線上の( -3, (9/4) )から ( 1, (1/4) )までの間に位置する。
この範囲で、点Pの y座標 は、a = 0 のときに最小値 0 、a = -3 のときに最大値 (9/4) をとる。
よって、 0 ≦ b ≦ (9/4) である。

全答
5点
問2 点A、点P、点Qの座標を求めておく。A( -6, 9 )、B( 2, 1 )、Q( 2, 5 ) である。
直線AQの傾きは、( 5 - 9 ) ÷ { 2 - ( -6 ) } = -(1/2)
y = -(1/2)x + b に点Aまたは点Qの座標を代入して、b = 6 。
よって直線AQの式は、y = -(1/2)x + 6 となる。

全答
5点
問3 点Pのx座標を k とおいて、点P、点Q、点Rの座標と△AOR、△PQRの面積を k を使った式で表し、方程式を立てて k を求める。
【点P、点Q、点Rの座標】
点Pの x座標 を k とすると、P( k, (1/4)k2 )Q( k, (1/4)k2 + 4 ) と表せる。
点Rと点Qの間で、xの増加量は k、変化の割合は (1/2) であるから、yの増加量 = (変化の割合) × (xの増加量) = (1/2)k となる。つまり、点Rの y座標 は点Qの y座標 より (1/2)k だけ小さいので、(1/4)k2 + 4 - (1/2)k であり、R( 0, (1/4)k2 + 4 - (1/2)k ) と表せる。
【△AORと△PQR】
△AORの面積は、辺ROを底辺とみて、 (1/2) × ( (1/4)k2 + 4 - (1/2)k ) × 6 = (3/4)k2 - (3/2)k + 12
△PQRの面積は、辺QPを底辺とみて、 (1/2) × 4 × k = 2k
【点Pのx座標】
△AOR = 3 × △PQR より、(3/4)k2 - (3/2)k + 12 = 3 × 2k 。整理すると k2 - 10k + 16 = 0 。これを解いて、k = 2, 8 。
問題文より k > 3 であるから、k = 2 は問題に合わない。よって k = 8 であり、点Pの x座標 は 8 となる。
大問3 問3 の解答 8 5点