大学入学共通テスト(数学) 過去問
令和4年度(2022年度)追・再試験
問85 (数学Ⅱ・数学B(第2問) 問8)
問題文
kを実数とし
f(x)=x3−kx
とおく。また、座標平面上の曲線y=f(x)をCとする。
必要に応じて、次のことを用いてもよい。
<曲線Cの平行移動>
曲線Cをx軸方向にp、y軸方向にqだけ平行移動した曲線の方程式は
y=(x−p)3−k(x−p)+q
である。
(2)a、b、cを実数とし
h(x)=x3+3ax2+bx+c
とおく。また、座標平面上の曲線y=h(x)をC2とする。
(ⅰ)曲線Cを平行移動して、C2と一致させることができるかどうかを考察しよう。Cをx軸方向にp、y軸方向にqだけ平行移動した曲線がC2と一致するとき
h(x)=(x−p)3−k(x−p)+q ・・・・・・①
である。よって、p=( スセ )、b=( ソ )p2−kであり
k=( タ )a2−b ・・・・・・②
である。また、①において、x=pを代入すると、q=h(p)=h([ スセ ])
となる。
逆に、kが②を満たすとき、Cをx軸方向に( スセ )、y軸方向にh([ スセ ])だけ平行移動させるとC2と一致することが確かめられる。
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問題
大学入学共通テスト(数学)試験 令和4年度(2022年度)追・再試験 問85(数学Ⅱ・数学B(第2問) 問8) (訂正依頼・報告はこちら)
kを実数とし
f(x)=x3−kx
とおく。また、座標平面上の曲線y=f(x)をCとする。
必要に応じて、次のことを用いてもよい。
<曲線Cの平行移動>
曲線Cをx軸方向にp、y軸方向にqだけ平行移動した曲線の方程式は
y=(x−p)3−k(x−p)+q
である。
(2)a、b、cを実数とし
h(x)=x3+3ax2+bx+c
とおく。また、座標平面上の曲線y=h(x)をC2とする。
(ⅰ)曲線Cを平行移動して、C2と一致させることができるかどうかを考察しよう。Cをx軸方向にp、y軸方向にqだけ平行移動した曲線がC2と一致するとき
h(x)=(x−p)3−k(x−p)+q ・・・・・・①
である。よって、p=( スセ )、b=( ソ )p2−kであり
k=( タ )a2−b ・・・・・・②
である。また、①において、x=pを代入すると、q=h(p)=h([ スセ ])
となる。
逆に、kが②を満たすとき、Cをx軸方向に( スセ )、y軸方向にh([ スセ ])だけ平行移動させるとC2と一致することが確かめられる。
- −a
- 2a
- 3a
- 4a
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この過去問の解説 (3件)
01
h(x)= (x−p)3−k(x−p)+q
=x3 -3x2p +3xp2 -p3 -kx +kp+q より、
h(x) のx2 の項の係数は -3p です。
他方で問題文により、h(x)=x3+3ax2+bx+c なので、
h(x) のx2 の項の係数は 3a でもあるはずです。
よって、
-3p = 3a ⇔ p = -a
「-a」の選択肢が設問(スセ)の解答となります。
ここでは x2 の項の係数を見ればよい事が分かります。
そのため、本設問では①式の展開で x2 の項の結果だけを考え、即座に -3p = 3a の式を出して解答を得る事も可能です。
落ち着いて問題文の題意を整理すると、
問題文中の①式を展開した結果と、もとの h(x)=x3+3ax2+bx+c の変数の係数を比較すればよい事が分かります。
①式は問題文中の f (x) をx軸方向に p 、y軸方向に q 平行移動させた式です。
①式の展開には3乗の式の展開の公式を使用しています。
設問(キク)のまとめより
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02
①の右辺を展開して係数比較します。
(x−p)3−k(x−p)+q=x3-3px2+3p2x-p3-kx+pk+q
=x3-3px2+(3p2-k)x-p3+kp+q
これとh(x)=x3+3ax2+bx+cを比べると、
3a=-3p より p=-a
b=3p2-k
c=-p3+kp+q
-aなので正解です。
2aなので不正解です。
3aなので不正解です。
4aなので不正解です。
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03
Cをx軸方向にp、y軸方向にqだけ平行移動した曲線がC2と一致することから、式①とh(x)が一致するため
これを解き、同類項について整理すると
よってp=-aとなります。
p=-aとなるため、正解です。
p=-aとなるため、不正解です。
p=-aとなるため、不正解です。
p=-aとなるため、不正解です。
同類項は等しくなることを使って整理していくことがpointです。
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