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68 (数学Ⅱ・数学B(第2問) 問1)
問題文
縦の長さが9cm、横の長さが24cmの長方形の厚紙がある。この厚紙から容積が最大となる箱を作る。このとき、箱にふたがない場合とふたがある場合で容積の最大値がどう変わるかを調べたい。ただし、厚紙の厚さは考えず、作る箱の形を直方体とみなす。
(1)厚紙の四隅(すみ)から図1のように四つの合同な正方形の斜線部分を切り取り、破線にそって折り曲げて、ふたのない箱を作る。この箱の容積をVcm3とする。
次の構想に基づいて箱の容積の最大値を考える。
<構想>
図1のように切り取る斜線部分の正方形の一辺の長さをxcmとする。Vをxの関数として表し、箱が作れるxの値の範囲に注意してVの最大値を考える。
箱が作れるためのxのとり得る値の範囲は0<x<( ア )/( イ )である。Vをxの式で表すと
V=( ウ )x3−( エオ )x2+( カキク )x
であり、Vはx=( ケ )で最大値( コサシ )をとる。
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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68(数学Ⅱ・数学B(第2問) 問1) (訂正依頼・報告はこちら)
縦の長さが9cm、横の長さが24cmの長方形の厚紙がある。この厚紙から容積が最大となる箱を作る。このとき、箱にふたがない場合とふたがある場合で容積の最大値がどう変わるかを調べたい。ただし、厚紙の厚さは考えず、作る箱の形を直方体とみなす。
(1)厚紙の四隅(すみ)から図1のように四つの合同な正方形の斜線部分を切り取り、破線にそって折り曲げて、ふたのない箱を作る。この箱の容積をVcm3とする。
次の構想に基づいて箱の容積の最大値を考える。
<構想>
図1のように切り取る斜線部分の正方形の一辺の長さをxcmとする。Vをxの関数として表し、箱が作れるxの値の範囲に注意してVの最大値を考える。
箱が作れるためのxのとり得る値の範囲は0<x<( ア )/( イ )である。Vをxの式で表すと
V=( ウ )x3−( エオ )x2+( カキク )x
であり、Vはx=( ケ )で最大値( コサシ )をとる。
- ア:3 イ:2
- ア:5 イ:3
- ア:7 イ:3
- ア:9 イ:2
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この過去問の解説 (3件)
01
長さが0cmになってしまうと箱を作ることができません。長さを残して斜線部分を切り取る必要がありますね。
縦の長さのほうが短いので、そちらに合わせて考えましょう。
両端からxcmずつ切り取るのですから、切り取る長さの合計は2x(cm)です。
2x<9
x<9/2
したがって答えは(ア)=9, (イ)=2 です。
横の長さは0<x, 2x<24から0<x<12です。
両端から切り取るという点に注意しましょう。
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02
両端xcm切り取ったときの長方形の辺の長さは、縦9-2xcm,横24-2xcmです。
長さは0より大きくなければならないので、x>0かつ9-2x>0xかつ24-2x>0。
つまり、0<x<9/2となります。
これより、ア:9,イ:2です。
正解です。
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03
切り取る斜線部分の正方形の一辺の長さがxcmであるから、
縦の長さを考えると、
2x<9
x<9/2
である必要があります。
またxは長さなので
x>0
これらよりxのとり得る値の範囲は
0<x<9/2
です。
正解です。
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