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87 (数学Ⅱ・数学B(第2問) 問10)

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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87(数学Ⅱ・数学B(第2問) 問10) (訂正依頼・報告はこちら)

以下( タ )にあてはまるものを選べ。

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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この過去問の解説 (3件)

01

k を a と b で表す計算です。
設問(スセ)(ソ)より、次の2式が得られています。
p = -a 
3p2-k = b


すると第1式を第2式に代入して p を消去できます。
3a2 -k =b
⇔ k =3a2-b

 

本設問は a2 の係数だけを答えるものなので、
「3」の選択肢が設問(タ)の解答となります。

 

 

設問(ソ)

前問(スセ)の計算により、
h(x)=x3 -3x2p +3xp2 -p3 -kx + kp + q かつ、
h(x)=x3+3ax2+bx+c なので、
x の項の係数は  3p2-k = b

 

設問(スセ)

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

 

選択肢2. 3

p = -a という簡単な形の式が設問(スセ)から得られているので、
それを設問(ソ)からの 3p2-k = b に代入して p を消去する事ができます。

まとめ

前の設問の結果を使って計算する設問なので、
前の設問での計算ミスがないかに注意しましょう。

本設問の計算自体は、p を含む2つの式が得られている事に気付けば比較的簡単なものです。

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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

 

p=-aをb=3p2-kに代入すると

b=3(-a)2-k

b=3a2-k

k=3a2-b

選択肢1. 2

k=3a2-bなので不正解です。

選択肢2. 3

k=3a2-bなので正解です。

選択肢3. 4

k=3a2-bなので不正解です。

選択肢4. 5

k=3a2-bなので不正解です。

参考になった数0

03

p=-a を b=3p2-k に代入しkについて解くと

k=3a2-b

選択肢1. 2

k=3a2-bとなるため、不正解です。

選択肢2. 3

k=3a2-bとなるため、正解です。

選択肢3. 4

k=3a2-bとなるため、不正解です。

選択肢4. 5

k=3a2-bとなるため、不正解です。

まとめ

求めた値を用いて、kをa,bで表すことがpointです。

参考になった数0