大学入学共通テスト(数学) 過去問
令和5年度(2023年度)追・再試験
問7 (数学Ⅰ・数学A(第1問) 問7)

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問題

大学入学共通テスト(数学)試験 令和5年度(2023年度)追・再試験 問7(数学Ⅰ・数学A(第1問) 問7) (訂正依頼・報告はこちら)

( セ )・( ソ )にあてはまるものを次のうちから1つ選べ。

△ABCにおいてBC=1であるとする。sin∠ABCとsin∠ACBに関する条件が与えられたときの△ABCの辺、角、面積について考察する。

(2)sin∠ABC=√15/4、sin∠ACB=√15/8であるとする。

(ⅰ)このとき、AC=( ス )ABである。

(ⅱ)この条件を満たす三角形は二つあり、その中で面積が大きい方の△ABCにおいては、AB=( セ )/( ソ )である。
  • セ:1  ソ:2
  • セ:3  ソ:2
  • セ:2  ソ:3
  • セ:4  ソ:5

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この過去問の解説 (1件)

01

sin2θ+cos2θ=1ですので、
(√15/4)2+cos2ABC=1
15/16+cos2ABC=1
cos2ABC=±1/4

正弦定理の公式によると、AC/sinABC=AB/sinACBとなります。
AC/√15/4=AB/√15/8となるので、これを計算すると、
AC=2ABとなります。

 

余弦定理により、AC2=AB2+BC2-2AB・AC・cosABC
AC=2AB、BC=1なので、
(2AB)2=AB2+12-2AB・2AB・cosABC
3AB2-1=-2AB・cosABC…①
AC>ABですので、ACが最大となります。
このとき、△ABCの面積が最大になるとき、∠ABCが鈍角となります。
したがってcosABC=-1/4
①に代入をすると、
3AB2-1=-2AB・(-1/4)
3AB2-1/2AB-1=0
6AB2-AB-2=0
(3AB-2)(2AB+1)=0
AB=-1/2、2/3
ABは辺の長さであり、負の値になることはありません。
したがってAB=2/3

 

よって、セ:2 ソ:3

選択肢3. セ:2  ソ:3

上記の計算結果より、数値が適当ですので正解です。

まとめ

∠ABCが鋭角か鈍角かによって面積が変わります。作図を行い確認しましょう。

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