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8 (数学Ⅰ・数学A(第1問) 問8)
問題文
△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。
(3)sin∠ABC=2sin∠ACBを満たす△ABCのうち、面積Sが最大となるものを求めよう。
sin∠ABC=2sin∠ACBとBC=1により
cos∠ABC=([ タ ]−[ チ ]AB2)/2AB
である。△ABCの面積Sについて調べるために、S2を考える。AB2=xとおくと
S2=−([ ツ ]/[ テト ])x2+([ ナ ]/[ ニ ])x−(1/16)
と表すことができる。したがって、S2が最大となるのはx=( ヌ )/( ネ )のとき、
すなわちAB=√( ノ )/( ハ )のときである。S>0より、このときに面積Sも最大となる。
また、面積Sが最大となる△ABCにおいて、∠ABCは( ヒ )で、∠ACBは( フ )である。
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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8(数学Ⅰ・数学A(第1問) 問8) (訂正依頼・報告はこちら)
△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。
(3)sin∠ABC=2sin∠ACBを満たす△ABCのうち、面積Sが最大となるものを求めよう。
sin∠ABC=2sin∠ACBとBC=1により
cos∠ABC=([ タ ]−[ チ ]AB2)/2AB
である。△ABCの面積Sについて調べるために、S2を考える。AB2=xとおくと
S2=−([ ツ ]/[ テト ])x2+([ ナ ]/[ ニ ])x−(1/16)
と表すことができる。したがって、S2が最大となるのはx=( ヌ )/( ネ )のとき、
すなわちAB=√( ノ )/( ハ )のときである。S>0より、このときに面積Sも最大となる。
また、面積Sが最大となる△ABCにおいて、∠ABCは( ヒ )で、∠ACBは( フ )である。
- タ:1 チ:3
- タ:1 チ:5
- タ:3 チ:3
- タ:5 チ:5
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この過去問の解説 (1件)
01
正弦定理により、AC/sinABC=AB/sinACB
AC・sinACB=AB・sinABC
また設問により、sinABC=2sinACBなので、
AC・sinACB=2AB・sinACBとなります。
したがって、AC=2AB
BC=1、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
cosABC=1-3AB2/2AB
よって、タ:1 チ:3
上記の計算結果より、数値が適当ですので正解です。
大問1(2)(ⅱ)と同じであると気づくことができたら早く解くことができます。
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