私学適性(数学)平成31年度解説 大問2

本の解説本の解説

 東京都私学教員適性検査の過去問(平成31年度)の答えを解説付きで載せています。
 問題集の解答例で、解法を調べたい際にご活用ください。
大問1
大問2(本ページ)
※大問3~5に関しては、問題集の解答の中に解法まで載っています。


 他の年度については、コチラからどうぞ。


 問題集にも載っていますが、解答だけをまずは示します。
 問題番号をクリックすると、各問題の解説にスクロールします。

解答



(1)  \(~3 < a \le 4~\)
(2)  \(~x=\pm 1~\) のとき、最小値 \(~\displaystyle -\frac{45}{4}~\)
(3) ① \(~\displaystyle \frac{\sqrt{6}}{4}a~\) ② \(~\displaystyle \frac{\sqrt{6}}{12}a~\)
(4)  \(~\displaystyle y=\frac{1}{x}~\)
(5) ① \(~\displaystyle \overrightarrow{AP}=\frac{1}{3}\overrightarrow{AB}+\frac{5}{12}\overrightarrow{AC} ~\) ② \(~\displaystyle k=\frac{4}{7}\)
(6)  \(~30~\) 組
(7)  \(~67~\)
(8)  \(~\displaystyle \frac{\pi^2}{4}~\)
(9)  \(~(x,y,z)=(4,5,20),(4,6,12)~\)
(10)  \(~\displaystyle f(x)=\cos{x}-\frac{3}{\pi}x+4~\) ② \(~2\pi^3-4\pi~\)


(1)  \(~3 < a \le 4~\)
(2)  \(~x=\pm 1~\) のとき、最小値 \(~\displaystyle -\frac{45}{4}~\)
(3) ① \(~\displaystyle \frac{\sqrt{6}}{4}a~\) ② \(~\displaystyle \frac{\sqrt{6}}{12}a~\)
(4)  \(~\displaystyle y=\frac{1}{x}~\)
(5) ① \(~\displaystyle \overrightarrow{AP}=\frac{1}{3}\overrightarrow{AB}+\frac{5}{12}\overrightarrow{AC} ~\)
   ② \(~\displaystyle k=\frac{4}{7}\)
(6)  \(~30~\) 組
(7)  \(~67~\)
(8)  \(~\displaystyle \frac{\pi^2}{4}~\)
(9)  \(~(x,y,z)=(4,5,20),(4,6,12)~\)
(10) ① \(~\displaystyle f(x)=\cos{x}-\frac{3}{\pi}x+4~\)
   ② \(~2\pi^3-4\pi~\)


(1)

 まず、上の不等式を解くと、
\begin{align}
2x^2-3x-5 &> 0 \\
(x+1)(2x-5) &> 0 \\
x < -1,\displaystyle \frac{5}{2} &< x \end{align} であるため、連立不等式をみたす整数 \(~x~\) の個数が1つになる場合は、 \(~x=-2~\) \(~x=3~\) に限られる。
 
\begin{equation}
f(x)=x^2+(a-3)x-2a+2
\end{equation}
とおき、各場合における \(~f(x)~\) のグラフの形を考える。
 
 
  \(~x=-2~\) のとき
   \(~y=f(x)~\) のグラフは、次のような形になる。

 ① \(~x=-3~\) が含まれないようにするため、 \(~f(-3) \ge 0~\) (元の不等式が \(~f(x)\)\(<\) \(~0~\) であることに注意。)
 これにより、
\begin{align}
(-3)^2-3(a-3)-2a+2 &\ge 0 \\
9-3a+9-2a+2 &\ge 0 \\
-5a &\ge -20 \\
a &\le 4 \cdots ①
\end{align}
が求まる。
 
 ② \(~x=-2~\) は解にならないといけないため、 \(~f(-2) < 0~\) 。これにより、 \begin{align} (-2)^2-2(a-3)-2a+2 &< 0 \\ 4-2a+6-2a+2 &< 0 \\ -4a &< -12 \\ a &> 3 \cdots ②
\end{align}
が求まる。
 
 ③ \(~x=3~\) が含まれないようにするため、 \(~f(3) \ge 0~\) (元の不等式が \(~f(x)\)\(<\) \(~0~\) であることに注意。)
 これにより、
\begin{align}
3^2+3(a-3)-2a+2 &\ge 0 \\
9-3a-9-2a+2 &\ge 0 \\
-5a &\ge -2 \\
a &\le \displaystyle \frac{2}{5} \cdots ③
\end{align}
が求まる。
 
 ①~③より、 \(~3 < a \le 4~\) が求まる。
 
 
  \(~x=3~\) のとき
   \(~y=f(x)~\) のグラフは、次のような形になる。

 ④ \(~x=-2~\) が含まれないようにするため、 \(~f(-2) \ge 0~\) (元の不等式が \(~f(x)\)\(<\) \(~0~\) であることに注意。)
 これにより、
\begin{align}
(-2)^2-2(a-3)-2a+2 &\ge 0 \\
4-2a+6-2a+2 &\ge 0 \\
-4a &\ge -12 \\
a &\le 3 \cdots ④
\end{align}
が求まる。
 
 ⑤ \(~x=3~\) は解にならないといけないため、 \(~f(3) < 0~\) 。これにより、 \begin{align} 3^2+3(a-3)-2a+2 &< 0 \\ 9+3a-9-2a+2 &< 0 \\ a &< -2 \cdots ⑤ \end{align} が求まる。
 
 ⑥ \(~x=4~\) が含まれないようにするため、 \(~f(4) \ge 0~\) (元の不等式が \(~f(x)\)\(<\) \(~0~\) であることに注意。)
 これにより、
\begin{align}
4^2+4(a-3)-2a+2 &\ge 0 \\
16+4a-12-2a+2 &\ge 0 \\
2a &\ge -6 \\
a &\ge -3\cdots ⑥
\end{align}
が求まる。
 
 ④~⑥より、 \(~3 \le a < -2~\) が求まるが、問題文で \(~a \ge 0~\) とあるため、不適。
 
 
 以上より、 \(~3 < a \le 4~\) が求まった。


(2)

  \(~2^x+2^{-x}=X~\) とおく。この両辺を2乗すると、
\begin{align}
(2^x+2^{-x})^2&=X^2 \\
4^x+4^{-x}+2\cdot 2^x \cdot 2^{-x}&=X^2 \\
4^x+4^{-x}+2&=X^2 \\
4^x+4^{-x}&=X^2-2 \\
\end{align}
となるので、元の式は、
\begin{align}
y&=X^2-2-5X-3 \\
&=X^2-5X-5
\end{align}
と \(~X~\) で表せて、平方完成をすると、
\begin{align}
&=\displaystyle \left( X-\frac{5}{2} \right)^2 -\frac{25}{4}-5 \\
&=\left( X-\frac{5}{2} \right)^2 -\frac{45}{4} \cdots(*)
\end{align}
である。
 
  \(~X~\) の変域は、相加相乗平均より、
\begin{equation}
X \ge 2\sqrt{2^x \cdot 2^{-x}}=2
\end{equation}
なので、 \(~(*)~\) より、 \(~y~\) の最小値は \(~\displaystyle -\frac{45}{4}~\) であることが求まった。
 
 
 また、このとき \(~X=\displaystyle \frac{5}{2}~\) なので、
\begin{equation}
2^x+2^{-x}=\displaystyle \frac{5}{2}
\end{equation}
を解けば、 \(~x~\) の値も求まる。
 
  \(~2^x=t~\) とおくと、
\begin{align}
\displaystyle t+\frac{1}{t}&=\frac{5}{2} \\
\\
2t^2+2&=5t \\
2t^t-5t+2&=0 \\
(2t-1)(t-2)&=0 \\
\\
t&=\frac{1}{2},2
\end{align}
と求まり、 \(~t~\) をもどすと、
\begin{align}
\displaystyle 2^x=\frac{1}{2}&,2^x=2 \\
x=-1&,x=1
\end{align}
となるので、 \(~y~\) が最小値をとるとき、 \(~x=\pm 1~\) と求まった。


(3)


 上の図で考える。この正四面体 \(~ABCD~\) を、三点 \(~A,B,E~\) で切断すると、下の図のようになる。

 正四面体の1辺の長さが \(~a~\) のとき、正四面体の高さ \(~AH=\displaystyle \frac{\sqrt{6}}{3}a~\) となる(→「正四面体の高さと体積」を参照)ので、 \(~\triangle ABH~\) で三平方の定理を使うと、
\begin{align}
BH^2&=AB^2-AH^2 \\
\\
&=\displaystyle a^2-\left( \frac{\sqrt{6}}{3}a \right)^2 \\
\\
&=a^2-\frac{6}{9}a^2 \\
\\
&=\frac{1}{3}a^2 \cdots(*)
\end{align}
となる。
 
  また、外接球の半径を \(~R~\) とすると、 \(~\triangle OBH~\) で三平方の定理から、
\begin{align}
BH^2&=OB^2-OH^2 \\
\\
&=\displaystyle R^2-\left( \frac{\sqrt{6}}{3}a-R \right)^2 \\
\\
&=R^2-\left( \frac{6}{9}a^2-\frac{2\sqrt{6}}{3}aR+R^2 \right) \\
\\
&=R^2-\frac{2}{3}a^2+\frac{2\sqrt{6}}{3}aR-R^2 \\
&=-\frac{2}{3}a^2+\frac{2\sqrt{6}}{3}aR \cdots(**)
\end{align}
となる。
 
  \(~a > 0~\) に注意しながら、 \(~(*)=(**)~\) を式変形していくと、
\begin{align}
\displaystyle \frac{1}{3}a^2&=-\frac{2}{3}a^2+\frac{2\sqrt{6}}{3}aR \\
\\
-\frac{2\sqrt{6}}{3}aR &=-a^2 \\
\\
-\frac{2\sqrt{6}}{3}R &=-a \\
\\
R&=\frac{3}{2\sqrt{6}}a \\
\\
R&=\frac{\sqrt{6}}{4}a
\end{align}
が求まった。


 正四面体の1辺の長さが \(~a~\) のとき、正四面体の体積は、
\begin{equation}
V=\displaystyle \frac{\sqrt{2}}{12}a^3\cdots(ⅰ)
\end{equation}
となる。(→「正四面体の高さと体積」を参照)
 
 また、内接球の半径 \(~r~\) を使うと、正四面体の体積は、
\begin{equation}
V=\displaystyle \frac{r}{3}\cdot (各面の面積の和)
\end{equation}
で表せるため、1辺 \(~a~\) の正三角形の面積が \(~\displaystyle \frac{\sqrt{3}}{4}a^2~\) である(→「正n角形の面積」を参照)ことを用いると、
\begin{align}
V&=\displaystyle \frac{r}{3} \cdot \left( \frac{\sqrt{3}}{4}a^2 \cdot 4 \right) \\
\\
&=\frac{r}{3} \cdot \sqrt{3}a^2 \\
\\
&=\frac{\sqrt{3}}{3}a^2 r \cdots(ⅱ)
\end{align}
となる。
 
  \(~a > 0~\) に注意しながら、 \(~(ⅰ)=(ⅱ)~\) を式変形していくと、
\begin{align}
\displaystyle \frac{\sqrt{2}}{12}a^3&=\frac{\sqrt{3}}{3}a^2 r \\
\\
\sqrt{2}a^3&=4\sqrt{3}a^2 r \\
\\
4\sqrt{3}a^2 r&=\sqrt{2}a^3 \\
\\
r&=\frac{\sqrt{2}}{4\sqrt{3}}a \\
\\
r&=\frac{\sqrt{6}}{12}a
\end{align}
が求まった。


(4)

 まず、2倍角の公式を使って式変形をしていくと、
\begin{align}
\displaystyle \sin{2\theta}&=\frac{2}{r^2} \\
\\
2\sin{\theta}\cos{\theta}\cdot r^2&=2 \\
\\
\sin{\theta}\cos{\theta}\cdot r^2&=1 \\
\\
r\sin{\theta} \cdot r\cos{\theta}&=1 \\
\end{align}
となる。
 
 ここで \(~r\cos{\theta}=x,r\sin{\theta}=y~\) を代入すると、
\begin{align}
y\cdot x&=1 \\
\\
\displaystyle y&=\frac{1}{x}
\end{align}
が求まった。


(5)


 上図より、
\begin{equation}
\overrightarrow{BP}=\overrightarrow{AP}-\overrightarrow{AB},\overrightarrow{CP}=\overrightarrow{AP}-\overrightarrow{AC}
\end{equation}
であるため、与式に代入して、

\begin{align}
\displaystyle 3\overrightarrow{AP}+4(\overrightarrow{AP}-\overrightarrow{AB})+5(\overrightarrow{AP}-\overrightarrow{AC})&=\bar{0} \\
\\
3\overrightarrow{AP}+4\overrightarrow{AP}-4\overrightarrow{AB}+5\overrightarrow{AP}-5\overrightarrow{AC}&=\bar{0} \\
\\
12\overrightarrow{AP}&=4\overrightarrow{AB}+5\overrightarrow{AC} \\
\\
\overrightarrow{AP}&=\frac{1}{3}\overrightarrow{AB}+\frac{5}{12}\overrightarrow{AC}
\end{align}


\begin{align}
\displaystyle 3\overrightarrow{AP}+4(\overrightarrow{AP}-\overrightarrow{AB})+5(\overrightarrow{AP}-\overrightarrow{AC})&=\bar{0} \\
\\
3\overrightarrow{AP}+4\overrightarrow{AP}-4\overrightarrow{AB}+5\overrightarrow{AP}-5\overrightarrow{AC}&=\bar{0} \\
\\
\\
12\overrightarrow{AP}=4\overrightarrow{AB}+5\overrightarrow{AC}& \\
\\
\overrightarrow{AP}=\frac{1}{3}\overrightarrow{AB}+\frac{5}{12}\overrightarrow{AC}&
\end{align}

が求まった。



  \(~\triangle AQC~\) に注目すると、 \(~P~\) は辺 \(~QC~\) 上にあるため、
\begin{equation}
\overrightarrow{AP}=t\overrightarrow{AQ}+(1-t)\overrightarrow{AC}(0 < t < 1) \end{equation} と表せる。この式に \(~\overrightarrow{AQ}=k\overrightarrow{AB}~\) を代入すれば、 \begin{equation} \overrightarrow{AP}=kt\overrightarrow{AB}+(1-t)\overrightarrow{AC} \end{equation} となる。
 
 上式と、の係数を比較することで、
\begin{cases}
kt=\displaystyle \frac{1}{3} & \cdots (ⅰ) \\
\\
1-t=\frac{5}{12} &\cdots(ⅱ) \\
\end{cases}
であり、(ⅱ)より、 \(~\displaystyle t=\frac{7}{12}~\) 。これを(ⅰ)に代入して、
\begin{align}
\displaystyle \frac{7}{12}k&=\frac{1}{3} \\
\\
k&=\frac{4}{7}
\end{align}
が求まった。


(6)

 選んだ2本の線分について、次の3つに場合分けをして考える。
 
①辺と辺の組み合わせの場合

 重複に気を付けて、各組合せを考えると、

辺 \(~AB~\) に対し、共有店を持たないのは \(~CD,DE,EF~\) 。
辺 \(~BC~\) に対し、共有店を持たないのは \(~DE,EF,FA~\) 。
辺 \(~CD~\) に対し、共有店を持たないのは \(~EF,FA~\) 。
辺 \(~DE~\) に対し、共有店を持たないのは \(~FA~\) 。

なので、9組。
 
②対角線と対角線の組み合わせの場合

 重複に気を付けて、各組合せを考えると、

対角線 \(~AC~\) と対角線 \(~DF~\)
対角線 \(~BD~\) と対角線 \(~EA~\)
対角線 \(~CE~\) と対角線 \(~FB~\)

なので、3組。
 
③辺と対角線の組み合わせの場合

辺 \(~AB~\) に対し、対角線 \(~CE,DF,CF~\) の3組。

これを各辺について考えてあげればよいので、 \(~3 \times 6=18~\) 組。
 
 
 ①~③を合計して、30組である。


(7)

 集合 \(~A~\) は、4で割って1余る整数( \(~1~\) を除く)の集合なので、
\begin{equation}
A=\{ 5,9,13,17,\cdots,191,193,197 \}
\end{equation}
であり、集合 \(~B~\) は、6で割って1余る整数の集合なので、
\begin{equation}
B=\{ 1,7,13,19,\cdots,187,193,199 \}
\end{equation}
となる。
 
 4で割って1余る整数は、1から200までの中に \(~50~\) 個あるが、 \(~A~\) に1は含まれないので、 \(~n(A)=49~\) 。
 
 6で割って1余る整数は、1から200までの中に \(~34~\) 個。よって、 \(~n(B)=34~\) 。
 
 
 次に、 \(~A~\) と \(~B~\) の共通集合 \(~A \cap B~\) を考える。
 4で割っても6で割っても1余る整数、すなわち12で割って1余る整数( \(~1~\) を除く)の集合なので、
\begin{equation}
A \cap B=\{ 13,25,37,49,\cdots,169,181,193 \}
\end{equation}
となる。
 
 12で割って1余る整数は、1から200までの中に \(~17~\) 個あるが、 \(~A \cap B~\) に1は含まれないので、 \(~n(A \cap B)=16~\) 。
 
 以上より、
\begin{align}
n(A \cup B)&=n(A)+n(B)-n(A \cap B) \\
&=49+34-16 \\
&=67
\end{align}
となるため、 \(~A \cup B~\) の要素の個数が求まった。


(8)

 平面 \(~z=t~\) で切断すると、次のような図形になる。

 つまり、\(S_t~\) は円なので、この面積を \(~0~\) から \(~\displaystyle \frac{\pi}{2}~\) まで積分すると、
\begin{align}
\displaystyle &\int_{0}^{\frac{\pi}{2}}\pi \cos^2{t}dt \\
\\
&=\pi \int_{0}^{\frac{\pi}{2}} \frac{\cos{2t}}{2}+\frac{1}{2}dt \\
\\
&=\pi \left[ \frac{\sin{2t}}{4}+\frac{1}{2}t \right]_{0}^{\frac{\pi}{2}} \\
\\
&=\pi \cdot \frac{\pi}{4} \\
\\
&=\frac{\pi^2}{4}
\end{align}
となるため、立体の体積は求まった。


(9)

  \(~4 \le x < y < z~\) より、逆数をとると、 \begin{equation} \displaystyle \frac{1}{4} \ge \frac{1}{x} > \frac{1}{y} > \frac{1}{z} \cdots ①
\end{equation}
となる。
 
 ①を使って、与式を変形すると、
\begin{align}
\displaystyle \frac{1}{2}&=\frac{1}{x}+\frac{1}{y}+\frac{1}{z} \\
\\
&< \frac{1}{x}+\frac{1}{x}+\frac{1}{x} \\ \\ &=\frac{3}{x} \end{align} となり、すなわち \begin{align} \displaystyle \frac{1}{2} &< \frac{3}{x} \\ \\ x &< 6 \\ \end{align} である。これにより、 \(~x=4,5~\) と求まった。
 
 
  \(~x=4~\) のとき
 与式は
\begin{align}
\displaystyle \frac{1}{4}+\frac{1}{y}+\frac{1}{z} &=\frac{1}{2} \\
\\
\frac{1}{y}+\frac{1}{z} &=\frac{1}{4} \cdots ② \\
\end{align}
となる。ここに①の式を使うと、
\begin{align}
\displaystyle \frac{1}{4}&=\frac{1}{y}+\frac{1}{z} \\
\\
&< \frac{1}{y}+\frac{1}{y} \\ \\ &=\frac{2}{y} \end{align} となり、すなわち \begin{align} \displaystyle \frac{1}{4}&< \frac{2}{y} \\ \\ y &< 8 \end{align} である。 \(~4=x < y~\) より、 \(~y=5,6,7~\) と求まった。
 
  \(~x=4~\) で、 \(~y=5~\) のとき、
  ②に代入して、
\begin{align}
\displaystyle \frac{1}{5}+\frac{1}{z}&=\frac{1}{4} \\
\\
\frac{1}{z}&=\frac{1}{20} \\
\\
z&=20
\end{align}
が求まった。
 
\(~x=4~\) で、 \(~y=6~\) のとき、
  ②に代入して、
\begin{align}
\displaystyle \frac{1}{6}+\frac{1}{z}&=\frac{1}{4} \\
\\
\frac{1}{z}&=\frac{1}{12} \\
\\
z&=12
\end{align}
が求まった。
 
\(~x=4~\) で、 \(~y=7~\) のとき、
  ②に代入して、
\begin{align}
\displaystyle \frac{1}{7}+\frac{1}{z}&=\frac{1}{4} \\
\\
\frac{1}{z}&=\frac{3}{28} \\
\\
z&=\frac{28}{3}
\end{align}
が求まるが、 \(~z~\) は自然数でないので不適。
 
 
  \(~x=5~\) のとき
与式は
\begin{align}
\displaystyle \frac{1}{5}+\frac{1}{y}+\frac{1}{z} &=\frac{1}{2} \\
\\
\frac{1}{y}+\frac{1}{z} &=\frac{3}{10} \cdots ③ \\
\end{align}
となる。ここに①の式を使うと、
\begin{align}
\displaystyle \frac{3}{10}&=\frac{1}{y}+\frac{1}{z} \\
\\
&< \frac{1}{y}+\frac{1}{y} \\ \\ &=\frac{2}{y} \end{align} となり、すなわち \begin{align} \displaystyle \frac{3}{10}&< \frac{2}{y} \\ \\ 3y &< 20 \\ \\ y &< \frac{20}{3} \fallingdotseq 6.7 \end{align} である。 \(~5=x < y~\) より、 \(~y=6~\) と求まった。
 
  \(~x=5~\) で、 \(~y=6~\) のとき、
  ③に代入して、
\begin{align}
\displaystyle \frac{1}{6}+\frac{1}{z}&=\frac{3}{10} \\
\\
\frac{1}{z}&=\frac{2}{15} \\
\\
z&=\frac{15}{2}
\end{align}
が求まるが、 \(~z~\) は自然数でないので不適。
 
 
 以上より、 \(~(x,y,z)=(4,5,20),(4,6,12)~\) と求まった。


(10)

  \(~f"(x)~\) の両辺を \(~x~\) で積分すると、
\begin{align}
\displaystyle f'(x)&=\int -\cos{x}dx \\
\\
&=-\sin{x}+C_1 (C_1は積分定数)
\end{align}
となる。
 
 次に、 \(~f'(x)~\) の両辺を \(~x~\) で積分すると、
\begin{align}
\displaystyle f(x)&=\int -\sin{x}+C_1 dx \\
\\
&=\cos{x}+C_1x+C_2 (C_2は積分定数)
\end{align}
となる。
 
  \(~f(0)=5~\) より、
\begin{align}
\cos{0}+C_1 \cdot 0+C_2&=5 \\
1+C_2&=5 \\
C_2&=4
\end{align}
が求まり、また \(~f(\pi)=0~\) より、
\begin{align}
\cos{\pi}+C_1 \cdot \pi+4&=0 \\
-1+\pi C_1+4&=0 \\
\pi C_1&=-3 \\
\\
C_1&=-\displaystyle \frac{3}{\pi}
\end{align}
が求まるため、元の \(~f(x)~\) に代入して、
\begin{equation}
\displaystyle f(x)=\cos{x}-\frac{3}{\pi}x+4
\end{equation}
が求まった。


 問題文や①で求まった \(~f(x)~\) の情報を、増減表で整理すると次のようになる。

 増減表をもとに、グラフの概形を書くと、次のようになる。

 このグラフを \(~y~\) 軸の周りに1回転させてできる立体の体積を、下のような半径 \(~x~\) 円柱によって、円周×高さを横に重ねていくように積分する。


 すなわち、
\begin{align}
&\displaystyle \int_{0}^{\pi} 2\pi x \cdot f(x)dx \\
\\
&=2\pi \int_{0}^{\pi} x\left( \cos{x}-\frac{3}{\pi}x+4 \right)dx \\
\\
&=2\pi \int_{0}^{\pi} x \cos{x}-\frac{3}{\pi}x^2+4x dx \\
\end{align}
を求めればよい。
 
 
 各項の積分は、
\begin{align}
&\displaystyle \int_{0}^{\pi} x\cos{x} dx \\
\\
&=\left[ x\sin{x} \right]_{0}^{\pi} – \int_{0}^{\pi} \sin{x}dx \\
\\
&=0-\left[ -\cos{x} \right]_{0}^{\pi} \\
\\
&=-(1+1) \\
\\
&=-2
\end{align}
\begin{align}
&\displaystyle \int_{0}^{\pi} -\frac{3}{\pi}x^2 dx \\
\\
&=\left[ -\frac{1}{\pi}x^3 \right]_{0}^{\pi} \\
\\
&=-\pi^2
\end{align}
\begin{align}
&\displaystyle \int_{0}^{\pi} 4x dx \\
\\
&=\left[ 2x^2 \right]_{0}^{\pi} \\
\\
&=2\pi^2
\end{align}
となるので、求めたい積分は、
\begin{align}
&\displaystyle 2\pi \left( -2- \pi^2+2\pi^2 \right) \\
&=2\pi \left( -2+\pi^2 \right) \\
&=2\pi^3-4\pi
\end{align}
と求まった。


 量的にも難易度的にもなかなかのもの・・・。特に(1),(3),(9),(10)は大変でした。


 
 


◇参考文献等
・『私学教員適性検査問題集 数学(平成29年度~31年度)』

本の解説本の解説

Posted by Fuku