共通テスト(数学) 過去問
令和7年度(2025年度)追・試験
問91 (数学Ⅱ・数学B(第7問) 問4)

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問題

共通テスト(数学)試験 令和7年度(2025年度)追・試験 問91(数学Ⅱ・数学B(第7問) 問4) (訂正依頼・報告はこちら)

(1)複素数平面上で方程式

|z−1|+|z+1|=4・・・・・①

を満たす点z全体がどのような図形かを考える。

(ⅱ)x、yを実数とし、z=x+yiとおくと、方程式①は

√{(x−1)2+( イ )2}=4−√{( ウ )2+y2

と変形できる。

両辺を2乗して計算すると

( エ )=2√{( ウ )2+y2

となる。

さらに両辺を2乗して計算すると

( オ )=1

となる。

( オ )にあてはまるものを一つ選べ。

  • (x2/3)+(y2/4)

  • (x2/4)+(y2/3)

  • (x2/3)−(y2/4)

  • (x2/4)−(y2/3)

  • (1/4){(x−1)2+(x+1)2+2y2
  • (1/16){(x−1)2+(x+1)2+2y2

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この過去問の解説 (2件)

01

設問(エ)の計算結果の式より、
x +4 =2√{(x+1)2 + y2}
問題文にしたがって両辺を2乗すると、
x2+8x+16=4x2+8x+4+4y2
⇔ 3x2 + 4y2 = 12
⇔ (1/4)x2 + (1/3)y2 = 1


「(x2/4) + (y2/3)」の選択肢が設問(オ)の解答となります。

 

 

設問(エ)

設問(イ)(ウ)より、
√{(x-1)2 + y2} = 4 - √{(x+1)2 +y2}
問題文にしたがって両辺を2乗すると、
(x-1)2 + y2 = 16 +(x+1)2 +y2 - 8√{(x+1)2 + y2}
⇔ -2x +1 = 16 +2x +1 - 8√{(x+1)2 + y2}
⇔16 +4x = 8√{(x+1)2 + y2}
⇔ x +4 =2√{(x+1)2 + y2}

 

「x+4 」の選択肢が設問(エ)の解答となります。

(右辺の(ウ)は x+1 です。)

 

設問(イ)(ウ)

問題文にしたがって z = x + yi とおくと、
z - 1 = x - 1+ yi
z + 1 = x + 1 +yi
よって、|z +1| + |z - 1| = 4 は x, y で表すと次式になります。
√{(x-1)2 + y2} +√{(x+1)2 +y2} =4
⇔√{(x-1)2 + y2} =4 - √{(x+1)2 + y2}

 

イ:y ウ:(x+1) の選択肢が設問(イ)(ウ)の解答となります。

選択肢1.

(x2/3)+(y2/4)

分母の 3 と 4 が正解の選択肢と入れ替わったもので、紛らわしいです。
気を付けましょう。

選択肢2.

(x2/4)+(y2/3)

問題文にしたがって両辺を2乗して計算します。
z が描く図形が楕円であるとあらかじめ気付いていると、確かに楕円を描くという事を確認できます。

選択肢3.

(x2/3)−(y2/4)

この式が当てはまる場合、方程式は「双曲線」を表す事になります。
z が描く図形が楕円であるとあらかじめ気付いていると、この選択肢は正解でない事に気付く事もできます。

まとめ

次の設問にも関連しますが、得られた結果を当てはめた問題文の式は xy 平面上における楕円の式になります。
また、最初の式|z +1| + |z - 1| = 4が「2定点からの距離の和が一定」である事から z は楕円を描く事に気付いておくと、
本設問で計算ミスなどで間違った選択肢を選んでしまう可能性をいくらか減らせます。 

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02

解答:(x2/4)+(y2/3)

 

解説:

(エ)の解答より、

x+4=2√{(x+1)2+y2}

両辺を2乗すると、

(x+4)2=4{(x+1)2+y2}

⇔x2+8x+16=4x2+8x+4+4y2

⇔3x2+4y2=12

⇔(x2/4)+(y2/3)=1

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