2019年度 大学入試センター試験 本試験 数学Ⅱ 解答・解説

2019年度 大学入試センター試験 本試験「数学Ⅱ」の解答と解説です。全設問の正解と考え方を一問ずつ解説し、公式の解答PDFもあわせて掲載しています。大学受験の森が独自に作成した、無料で読める解説です。

目次
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解答

解説

2019年度 大学入試センター試験 本試験「数学Ⅱ」の全設問について、正解と考え方を解説します。第1問〜第4問はすべて必答です(計100点)。第1問・第2問は「数学Ⅱ・数学B」と同一の問題です。各設問の見出しをタップすると解説が開きます。

第1問 〔1〕 三角関数(2倍角の公式と合成)

f(θ)=3sin²θ+4sinθcosθ−cos²θ を、2倍角の公式で sin2θ と cos2θ だけの式に直し、最後に合成する——という一本道の問題です。(3) の「とり得る最大の整数の値」は最大値そのものではないので、そこだけ注意します。

アイ:正解 −1(配点1)

<問題要旨>
f(0) の値を求めます。

<考え方>
θ=0 を代入するだけです。

f(0) = 3·0² + 4·0·1 − 1² = −1
ウ+√エ:正解 2+√3(配点2)

<問題要旨>
f(π/3) の値を求めます。

<考え方>
sin(π/3)=√3/2, cos(π/3)=1/2 を代入します。

f(π/3) = 3·(√3/2)² + 4·(√3/2)·(1/2) − (1/2)²
    = 3·(3/4) + √3 − 1/4
    = 9/4 − 1/4 + √3
    = 2 + √3
(cos2θ+オ)/カ:正解 (cos2θ+1)/2(配点2)

<問題要旨>
cos²θ を cos2θ で表します。

<考え方>
2倍角の公式 cos2θ=2cos²θ−1 を cos²θ について解きます。

cos2θ = 2cos²θ − 1
2cos²θ = cos2θ + 1

cos²θ = (cos2θ + 1)/2
キ,ク,ケ:正解 2,2,1(配点3)

<問題要旨>
f(θ) を sin2θ と cos2θ を用いて表します。

<考え方>
sin²θ=(1−cos2θ)/2、2sinθcosθ=sin2θ、cos²θ=(cos2θ+1)/2 をすべて代入します。

f(θ) = 3·(1 − cos2θ)/2 + 2·(2sinθcosθ) − (cos2θ + 1)/2
  = 3/2 − (3/2)cos2θ + 2sin2θ − (1/2)cos2θ − 1/2
  = 2sin2θ − 2cos2θ + 1   …①
コ,サ,シ:正解 2,2,4(配点3)

<問題要旨>
①を三角関数の合成で書き直します。

<考え方>
2sin2θ−2cos2θ の部分だけを合成します。係数が (2, −2) なので振幅は 2√2、位相のずれは π/4 です。

2sin2θ − 2cos2θ = √(2² + (−2)²) sin(2θ − α)
  ただし cosα = 2/(2√2) = 1/√2, sinα = 2/(2√2) = 1/√2
  よって α = π/4

f(θ) = 2√2 sin(2θ − π/4) + 1
ス:正解 3(配点2)

<問題要旨>
0 ≦ θ ≦ π における f(θ) のとり得る最大の整数の値 m を求めます。

<考え方>
2θ−π/4 の動く範囲に π/2 が含まれるので sin の最大値 1 が実現し、f の最大値は 2√2+1。これを超えない最大の整数が m です。「最大値」ではなく「とり得る最大の整数」であることに注意します。

0 ≦ θ ≦ π のとき −π/4 ≦ 2θ − π/4 ≦ 7π/4
この範囲に π/2 が含まれるので sin(2θ − π/4) は 1 をとる

f(θ) の最大値 = 2√2 + 1 = 3.828…

f(θ) は連続なので 3 という値もとる
とり得る最大の整数の値は m = 3
π/セ,π/ソ:正解 π/4,π/2(配点2)

<問題要旨>
0 ≦ θ ≦ π で f(θ)=3 となる θ を小さい順に求めます。

<考え方>
合成した式を使って sin(2θ−π/4)=1/√2 の解を、2θ−π/4 の動く範囲の中で拾います。

2√2 sin(2θ − π/4) + 1 = 3
sin(2θ − π/4) = 1/√2 = √2/2

u = 2θ − π/4 とおくと −π/4 ≦ u ≦ 7π/4
sin u = √2/2 となるのは u = π/4, 3π/4

u = π/4  → 2θ = π/2 → θ = π/4
u = 3π/4 → 2θ = π  → θ = π/2

第1問 〔2〕 指数・対数(連立方程式)

対数の連立方程式です。まず真数条件で範囲を押さえ、底の変換で②を y=2x+1 に直し、t=(1/3)^x とおいて③を2次方程式にします。最後に t の範囲で解を選別するところが山場です。

タ:正解 ②(配点2)

<問題要旨>
真数の条件から x, y のとり得る値の範囲を選びます。

<考え方>
②に現れる対数の真数は x+2 と y+3。どちらも正でなければなりません。

log₂(x + 2) の真数条件: x + 2 > 0 → x > −2
log₄(y + 3) の真数条件: y + 3 > 0 → y > −3

→ ②
チ:正解 2(配点2)

<問題要旨>
底の変換公式で log₄(y+3) を log₂ で表したときの分母を求めます。

<考え方>
底の変換公式 log_a b = log_c b / log_c a を、底 4 から底 2 へ使います。

log₄(y + 3) = log₂(y + 3) / log₂4

log₂4 = 2 なので

log₄(y + 3) = log₂(y + 3)/2
ツx+テ:正解 2x+1(配点2)

<問題要旨>
②から y を x の式で表します。

<考え方>
2log₄(y+3) が log₂(y+3) に化けるので、②は対数の差になります。

log₂(x + 2) − 2·{log₂(y + 3)/2} = −1
log₂(x + 2) − log₂(y + 3) = −1
log₂{(x + 2)/(y + 3)} = −1

(x + 2)/(y + 3) = 2⁻¹ = 1/2
2(x + 2) = y + 3

y = 2x + 1   …④
t²−トナt+ニヌ:正解 t²−11t+18(配点2)

<問題要旨>
t=(1/3)^x とおいて③を t の方程式に直します。

<考え方>
④を代入してから、指数法則で (1/3)^{2x+1} と (1/3)^{x+1} を t で表します。

④より y = 2x + 1

(1/3)^{2x+1} − 11(1/3)^{x+1} + 6 = 0
(1/3)·{(1/3)^x}² − 11·(1/3)·(1/3)^x + 6 = 0
(1/3)t² − (11/3)t + 6 = 0

両辺を 3 倍して
t² − 11t + 18 = 0   …⑤
ネ:正解 0(配点1)

<問題要旨>
t のとり得る値の範囲の下限を求めます。

<考え方>
指数関数の値はつねに正です。

t = (1/3)^x は指数関数なので t > 0
ノ:正解 9(配点1)

<問題要旨>
t のとり得る値の範囲の上限を求めます。

<考え方>
t=(1/3)^x は減少関数なので、x > −2 のとき t は (1/3)^{−2} より小さくなります。

t = (1/3)^x は底が 1 より小さいので減少関数

x > −2 のとき t < (1/3)⁻² = 3² = 9

よって 0 < t < 9   …⑥
ハ:正解 2(配点1)

<問題要旨>
⑥の範囲で⑤を解きます。

<考え方>
因数分解して2解を出し、範囲外のものを落とします。

t² − 11t + 18 = 0
(t − 2)(t − 9) = 0
t = 2, 9

0 < t < 9 より t = 9 は不適

t = 2
log₃(ヒ/フ):正解 log₃(1/2)(配点2)

<問題要旨>
x の値を求めます。

<考え方>
t の定義に戻します。底が 1/3 の指数方程式を、底 3 の対数に直して整理します。

(1/3)^x = 2
3^{−x} = 2
−x = log₃2

x = −log₃2 = log₃(1/2)
log₃(ヘ/ホ):正解 log₃(3/4)(配点2)

<問題要旨>
y の値を求めます。

<考え方>
④に x を代入し、対数の性質でひとつの log₃ にまとめます。

y = 2x + 1 = 2log₃(1/2) + 1
 = log₃(1/2)² + log₃3
 = log₃(1/4) + log₃3
 = log₃(3/4)

第2問 微分・積分(3次関数と放物線の接線)

3次関数 C:y=x³+px²+qx と放物線 D:y=−kx² が主役です。(2) で面積 S を a と k で表し、(3) で「A が C 上」「ℓ が C にも接する」の二条件から a² と k を確定させて S の値を出します。(3) の因数分解 (x−b)²(x+2b) が最大のポイントです。

ア:正解 0(配点1)

<問題要旨>
f(x) が x=−1 で極値をとることから f′(−1) の値を求めます。

<考え方>
微分可能な関数が極値をとる点では導関数が 0 です。

f(x) = x³ + px² + qx が x = −1 で極値をとるので

f'(−1) = 0
イ:正解 0(配点1)

<問題要旨>
p の値を求めます。

<考え方>
f'(−1)=0 と f(−1)=2 の2式を連立します。

f'(x) = 3x² + 2px + q
f'(−1) = 3 − 2p + q = 0  …(i)
f(−1) = −1 + p − q = 2  …(ii)

(i)より q = 2p − 3
(ii)に代入: −1 + p − (2p − 3) = 2
−p + 2 = 2

p = 0
ウエ:正解 −3(配点1)

<問題要旨>
q の値を求めます。

<考え方>
p が決まったので (i) に戻すだけです。

q = 2p − 3 = 2·0 − 3 = −3

よって f(x) = x³ − 3x
オ:正解 1(配点2)

<問題要旨>
f(x) が極小値をとる x の値を求めます。

<考え方>
f'(x) を因数分解して増減を調べます。

f'(x) = 3x² − 3 = 3(x − 1)(x + 1)

x <  −1 : f' > 0(増加)
−1 < x < 1 : f' < 0(減少)
x >  1 : f' > 0(増加)

x = 1 で極小
カキ:正解 −2(配点1)

<問題要旨>
そのときの極小値を求めます。

<考え方>
f(1) を計算します。

f(1) = 1³ − 3·1 = −2
クケ:正解 −2(配点2)

<問題要旨>
放物線 D 上の点 A(a, −ka²) における接線 ℓ の式の、x の係数を求めます。

<考え方>
D:y=−kx² を微分して x=a での傾きを出し、点 A を通る直線を書きます。

D: y = −kx²,  y' = −2kx
点 A における接線の傾きは −2ka

ℓ: y = −2ka(x − a) + (−ka²)
  = −2kax + 2ka² − ka²
  = −2kax + ka²   …①
ka^コ:正解 ka²(配点1)

<問題要旨>
接線 ℓ の式の定数項を求めます。

<考え方>
上の計算の定数項をそのまま読みます。

ℓ: y = −2kax + ka²

定数項は ka²
サ/シ:正解 a/2(配点2)

<問題要旨>
ℓ と x 軸との交点の x 座標を求めます。

<考え方>
①で y=0 とおいて解きます。k > 0, a > 0 なので割ってかまいません。

−2kax + ka² = 0
ka(−2x + a) = 0

k > 0, a > 0 より ka ≠ 0

x = a/2
(k/ス)a^セ:正解 (k/3)a³(配点2)

<問題要旨>
D と x 軸および直線 x=a で囲まれた図形の面積を求めます。

<考え方>
D は x 軸の下側にあるので、|−kx²|=kx² を 0 から a まで積分します。

∫₀^a {0 − (−kx²)} dx = ∫₀^a kx² dx
 = [kx³/3]₀^a
 = (k/3)a³
ソタ:正解 12(配点2)

<問題要旨>
D と ℓ および x 軸で囲まれた図形の面積 S を求めます。

<考え方>
上で求めた面積から、ℓ と x 軸と直線 x=a が作る三角形の面積を引きます。三角形は底辺 a/2、高さ ka² です。

ℓ, x 軸, 直線 x = a で囲まれる三角形
 頂点 (a/2, 0), (a, 0), (a, −ka²)
 面積 = (1/2)·(a − a/2)·ka² = (1/2)·(a/2)·ka² = (k/4)a³

S = (k/3)a³ − (k/4)a³
 = (4k − 3k)a³/12
 = (k/12)a³
チ/ツ−テ:正解 3/a−a(配点3)

<問題要旨>
点 A が曲線 C 上にあるときの k を a で表します。

<考え方>
A(a, −ka²) を y=x³−3x に代入します。a > 0 なので a で割れます。

−ka² = a³ − 3a

両辺を a(≠0)で割って
−ka = a² − 3
ka = 3 − a²

k = (3 − a²)/a = 3/a − a
ト(b²−ナ)x:正解 3(b²−1)x(配点2)

<問題要旨>
ℓ と C の接点の x 座標を b とするとき、ℓ の方程式の x の係数を b で表します。

<考え方>
C の x=b における接線を書きます。

f(x) = x³ − 3x, f'(x) = 3x² − 3

接線: y = (3b² − 3)(x − b) + (b³ − 3b)
  = (3b² − 3)x − 3b³ + 3b + b³ − 3b
  = 3(b² − 1)x − 2b³   …②
ニb³:正解 2b³(配点1)

<問題要旨>
同じく②の定数項を求めます。

<考え方>
上の計算の定数項をそのまま読みます。

②: y = 3(b² − 1)x − 2b³

引かれている項は 2b³
(x−ヌ)²:正解 (x−b)²(配点1)

<問題要旨>
f(x)−g(x) の因数分解のうち、2乗になる因数を求めます。

<考え方>
x=b で接するので (x−b)² を因数にもちます。

f(x) − g(x) = (x³ − 3x) − {3(b² − 1)x − 2b³}
 = x³ − 3x − 3b²x + 3x + 2b³
 = x³ − 3b²x + 2b³
 = (x − b)²(x + 2b)
x+ネb:正解 x+2b(配点2)

<問題要旨>
同じく残りの1次因数を求めます。

<考え方>
展開して確かめます。ここから a と b の関係が出ます。

(x − b)²(x + 2b) = (x² − 2bx + b²)(x + 2b)
 = x³ + 2bx² − 2bx² − 4b²x + b²x + 2b³
 = x³ − 3b²x + 2b³   (一致)

f(x) − g(x) = 0 の解は x = b(重解), x = −2b
ℓ は D 上の点 A(a, …) を通るので a = −2b
ノハ/ヒ:正解 12/5(配点3)

<問題要旨>
a² の値を求めます。

<考え方>
①(−2ka)と②(3(b²−1))はどちらも ℓ の傾き。等しいとおき、b=−a/2 と k=3/a−a を代入します。

①の傾き: −2ka
②の傾き: 3(b² − 1)

a = −2b より b = −a/2, b² = a²/4
また k = 3/a − a なので ka = 3 − a²

−2ka = 3(a²/4 − 1)
−2(3 − a²) = (3/4)a² − 3
−6 + 2a² = (3/4)a² − 3
2a² − (3/4)a² = 3
(5/4)a² = 3

a² = 12/5
フ/ヘホ:正解 3/25(配点3)

<問題要旨>
S の値を求めます。

<考え方>
S=(k/12)a³ に k=(3−a²)/a を代入すると a³ の 1 つが約分され、a² だけの式になります。

k = (3 − a²)/a, a² = 12/5 より
k = (3 − 12/5)/a = (3/5)/a

S = (k/12)a³ = (1/12)·(3/5)/a·a³
 = (1/12)·(3/5)·a²
 = (1/20)·a²
 = (1/20)·(12/5)
 = 12/100
 = 3/25

第3問 図形と方程式(アポロニウスの円と接線)

2点からの距離の比が 2:1 である点の軌跡=アポロニウスの円、という定番テーマです。(2) で求めた内分点 (0,1) と外分点 (8,5) は、実はこの円の直径の両端になっています。(4) は円の接線を「中心と接点を結ぶ半径に垂直」で押さえます。

x−アy+イ:正解 x−2y+2(配点2)

<問題要旨>
2点 A(−4, −1), B(2, 2) を通る直線の方程式を求めます。

<考え方>
傾きを出して点 A を通る直線を書き、指定の形に整理します。

傾き = (2 − (−1))/(2 − (−4)) = 3/6 = 1/2

y − (−1) = (1/2)(x − (−4))
2(y + 1) = x + 4
2y + 2 = x + 4

x − 2y + 2 = 0
(ウ,エ):正解 (0,1)(配点2)

<問題要旨>
線分 AB を 2:1 に内分する点の座標を求めます。

<考え方>
内分点の公式 ((n·x₁ + m·x₂)/(m+n), …) に m=2, n=1 を入れます。

内分点 = ((1·(−4) + 2·2)/3, (1·(−1) + 2·2)/3)
 = ((−4 + 4)/3, (−1 + 4)/3)
 = (0, 1)
(オ,カ):正解 (8,5)(配点2)

<問題要旨>
線分 AB を 2:1 に外分する点の座標を求めます。

<考え方>
外分点の公式 ((−n·x₁ + m·x₂)/(m−n), …) に m=2, n=1 を入れます。

外分点 = ((−1·(−4) + 2·2)/(2 − 1), (−1·(−1) + 2·2)/(2 − 1))
 = (4 + 4, 1 + 4)
 = (8, 5)
キ:正解 4(配点2)

<問題要旨>
AP : BP = 2 : 1 を式にしたときの右辺の係数を求めます。

<考え方>
AP=2BP の両辺を2乗すると AP²=4BP² になります。

AP : BP = 2 : 1 より AP = 2BP
両辺を2乗して AP² = 4BP²

(x + 4)² + (y + 1)² = 4{(x − 2)² + (y − 2)²}
x²+y²−クx−ケy+コ:正解 x²+y²−8x−6y+5(配点2)

<問題要旨>
上の式を整理します。

<考え方>
両辺を展開して移項し、x²と y² の係数が 1 になるように 3 で割ります。

(左辺) = x² + 8x + 16 + y² + 2y + 1
(右辺) = 4(x² − 4x + 4 + y² − 4y + 4)
   = 4x² + 4y² − 16x − 16y + 32

0 = 3x² + 3y² − 24x − 18y + 15

両辺を 3 で割って
x² + y² − 8x − 6y + 5 = 0
(サ,シ):正解 (4,3)(配点1)

<問題要旨>
この軌跡(円 C)の中心の座標を求めます。

<考え方>
x, y それぞれについて平方完成します。

x² − 8x + y² − 6y + 5 = 0
(x − 4)² − 16 + (y − 3)² − 9 + 5 = 0
(x − 4)² + (y − 3)² = 20

中心 (4, 3)
ス√セ:正解 2√5(配点2)

<問題要旨>
円 C の半径を求めます。

<考え方>
平方完成した右辺の平方根です。

(x − 4)² + (y − 3)² = 20

半径 = √20 = 2√5

(参考:(2)の内分点 (0,1) と外分点 (8,5) は
  この円の直径の両端になっている)
(0,ソ),(0,タ):正解 (0,1),(0,5)(配点1)

<問題要旨>
円 C と y 軸との交点の座標を求めます。

<考え方>
x=0 を代入して y の2次方程式を解きます。

x = 0 を代入
0 + y² − 0 − 6y + 5 = 0
y² − 6y + 5 = 0
(y − 1)(y − 5) = 0

y = 1, 5
交点は (0, 1), (0, 5)
チツx+テ:正解 −2x+1(配点2)

<問題要旨>
点 (0, 1) における C の接線 ℓ₁ の方程式を求めます。

<考え方>
接線は中心と接点を結ぶ半径に垂直。半径の傾きの逆数の符号を変えたものが接線の傾きです。

中心 (4, 3) と接点 (0, 1) を結ぶ半径の傾き
 = (1 − 3)/(0 − 4) = (−2)/(−4) = 1/2

接線の傾き = −1/(1/2) = −2

ℓ₁: y = −2(x − 0) + 1 = −2x + 1
トx+ナ:正解 2x+5(配点2)

<問題要旨>
点 (0, 5) における C の接線 ℓ₂ の方程式を求めます。

<考え方>
同様に半径の傾きから接線の傾きを出します。

中心 (4, 3) と接点 (0, 5) を結ぶ半径の傾き
 = (5 − 3)/(0 − 4) = 2/(−4) = −1/2

接線の傾き = −1/(−1/2) = 2

ℓ₂: y = 2(x − 0) + 5 = 2x + 5
ニ:正解 2(配点2)

<問題要旨>
y 軸と2直線 ℓ₁, ℓ₂ で囲まれた図形の面積を求めます。

<考え方>
三角形です。y 軸上の2点 (0,1), (0,5) を底辺とし、ℓ₁ と ℓ₂ の交点までの水平距離が高さになります。

ℓ₁ と ℓ₂ の交点
−2x + 1 = 2x + 5
−4x = 4 → x = −1, y = 3
交点は (−1, 3)

三角形の頂点は (0, 1), (0, 5), (−1, 3)
底辺(y 軸上)= 5 − 1 = 4
高さ = |−1 − 0| = 1

面積 = (1/2) × 4 × 1 = 2

第4問 高次方程式(4次式の因数分解と符号)

4次式 P(x)=(x+1)(x−3)Q(x) の Q(x)=x²+ax+b を、判別式と符号で場合分けする問題です。(2) の三つの場合は「Q(x)=0 の実数解が −1 だけ/3 だけ/−1 と 3」という分類。(3) は (x+1)(x−3) が −1<x<3 で負になることに気づけば、Q(x) がどれでなければならないか一瞬で決まります。

x+ア,x−イ:正解 x+1,x−3(配点1)

<問題要旨>
因数定理により P(x) が割り切れる1次式を求めます。

<考え方>
P(α)=0 ならば P(x) は x−α で割り切れます。実数解は −1 と 3 です。

P(−1) = 0 より P(x) は x − (−1) = x + 1 で割り切れる
P(3) = 0 より P(x) は x − 3 で割り切れる

x⁴ の係数が 1 なので
P(x) = (x + 1)(x − 3)(x² + ax + b)
ウエ:正解 −a(配点1)

<問題要旨>
虚数解 α, β について α+β を求めます。

<考え方>
α, β は Q(x)=x²+ax+b=0 の解なので、解と係数の関係が使えます。

x² + ax + b = 0 の2解が α, β

解と係数の関係より
α + β = −a/1 = −a
オ:正解 b(配点1)

<問題要旨>
αβ を求めます。

<考え方>
同じく解と係数の関係です。

αβ = b/1 = b
a^カ−キb:正解 a²−4b(配点2)

<問題要旨>
Q(x)=0 の判別式 D を a, b で表します。

<考え方>
2次方程式 x²+ax+b=0 の判別式は a²−4b です。

Q(x) = x² + ax + b = 0

D = a² − 4·1·b = a² − 4b
ク:正解 ②(配点2)

<問題要旨>
α, β が異なる二つの虚数解であるための D の条件を選びます。

<考え方>
2次方程式が異なる2つの虚数解をもつ ⟺ 判別式が負。

異なる二つの虚数解をもつ ⟺ D < 0

→ ②
x²+ケx+コ:正解 x²+2x+1(配点2)

<問題要旨>
P(x)=0 が虚数解をもたないときの Q(x) の一つ目の形を求めます。

<考え方>
P(x)=0 の解が −1, 3 のみなので、Q(x)=0 の実数解も −1 か 3 に限られます。まず −1 を重解にもつ場合です。

Q(x) = 0 の解が −1(重解)のとき

Q(x) = (x + 1)² = x² + 2x + 1
サ:正解 ①(配点1)

<問題要旨>
そのときの Q(x) の値のようすを選びます。

<考え方>
(x+1)² は完全平方なので、x=−1 でだけ 0、他では正です。

Q(x) = (x + 1)²

x = −1 のとき 0、その他の実数 x で正

→ ①
x²−シx+ス:正解 x²−6x+9(配点2)

<問題要旨>
Q(x) の二つ目の形を求めます。

<考え方>
3 を重解にもつ場合です。

Q(x) = 0 の解が 3(重解)のとき

Q(x) = (x − 3)² = x² − 6x + 9
セ:正解 ②(配点1)

<問題要旨>
そのときの Q(x) の値のようすを選びます。

<考え方>
(x−3)² も完全平方です。

Q(x) = (x − 3)²

x = 3 のとき 0、その他の実数 x で正

→ ②
x²−ソx−タ:正解 x²−2x−3(配点2)

<問題要旨>
Q(x) の三つ目の形を求めます。

<考え方>
−1 と 3 の両方を解にもつ場合です。

Q(x) = 0 の解が −1 と 3 のとき

Q(x) = (x + 1)(x − 3) = x² − 2x − 3
チ:正解 ⑤(配点1)

<問題要旨>
そのときの Q(x) の値のようすを選びます。

<考え方>
下に凸で2つの実数解をもつので、2解の間で負、外で 0 以上になります。「2点で 0 になり他は正」とする ③ ではないことに注意。

Q(x) = (x + 1)(x − 3)

−1 < x < 3 のとき  (x+1) > 0, (x−3) < 0 → 負
x ≦ −1 または x ≧ 3 のとき → 0 以上

→ ⑤
ツ,テ,トナ,ニ:正解 4,2,12,9(配点4)

<問題要旨>
P(x) がすべての実数 x で 0 以上となるときの P(x) を求めます。

<考え方>
(x+1)(x−3) は −1<x<3 で負。積 P(x) をつねに 0 以上にするには、Q(x) も同じ区間で負でなければなりません。それは三つの場合のうち⑤にあたるものだけです。

(x + 1)(x − 3) は −1 < x < 3 で負、その他で 0 以上

P(x) = (x + 1)(x − 3)·Q(x) ≧ 0 がすべての実数 x で成り立つには
Q(x) も −1 < x < 3 で負、その他で 0 以上でなければならない
→ Q(x) = x² − 2x − 3 = (x + 1)(x − 3)

P(x) = (x + 1)²(x − 3)² = (x² − 2x − 3)²
 = x⁴ + 4x² + 9 − 4x³ − 6x² + 12x
 = x⁴ − 4x³ − 2x² + 12x + 9

※ 本記事の解答・解説は当サイトが独立に作成したものです。公式の正解および配点は大学入試センターの発表をご確認ください。

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