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90 (数学Ⅱ・数学B(第2問) 問13)

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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90(数学Ⅱ・数学B(第2問) 問13) (訂正依頼・報告はこちら)

以下( テト )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。

(ⅱ)b=3a2−3とする。このとき、曲線C2は曲線
y=x3−( チ )x
を平行移動したものと一致する。よって、h(x)がx=4で極大値3をとるとき、h(x)はx=( ツ )で極小値( テト )をとることがわかる。
  • −1
  • −2
  • −3
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この過去問の解説 (2件)

01

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

 

b=3a2−3のとき、

k=3a2-b

  =3a2-(3a2−3)

  =3

となる。

これを曲線Cへ代入すると、

f(x)=x3−3x

 

曲線C:f(x)=x3−3xの極値を調べます。

 

f'(x)=3x2-3

       =3(x2-1)

       =3(x+1)(x-1)

f(-1)=-1+3=2

f(1)=1-3=-2

 

増減表をかくと、

x・・・-1・・・1・・・
f'(x)+0-0+
f(x)

2

極大

-2

極小

 

増減表より

f(x)はx=-1で極大値2をとるので、

h(x)がx=4で極大値3をとるとき、

h(x)はf(x)をx軸方向に5、y軸方向に1だけ平行移動したグラフであることがわかります。

(計算)x:4-(-1)=5   y:3-2=1

 

f(x)はx=1で極小値-2をとるので、

(計算)x:1+5=6   y:-2+1=-1

h(x)はx=6で極小値-1

選択肢1. −1

h(x)はx=6で極小値-1をとるので正解です。

選択肢2. −2

h(x)はx=6で極小値-1をとるので不正解です。

選択肢3. −3

h(x)はx=6で極小値-1をとるので不正解です。

選択肢4. −4

h(x)はx=6で極小値-1をとるので不正解です。

まとめ

増減表だけでもわかりますが、

グラフを書いて図にして考えてもわかります。

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02

グラフより、極小値は-1となります。

選択肢1. −1

極小値は-1となるため、正解です。

選択肢2. −2

極小値は-1となるため、不正解です。

選択肢3. −3

極小値は-1となるため、不正解です。

選択肢4. −4

極小値は-1となるため、不正解です。

まとめ

数式で解くのではなく、簡易的にグラフ化し平行移動していくことがpointです。

参考になった数0