共通テスト(数学) 過去問
令和8年度(2026年度)本試験
問10 (数学Ⅰ・数学A(第1問) 問〔2〕(2)(i)(シス・セ・ソ))

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問題

共通テスト(数学)試験 令和8年度(2026年度)本試験 問10(数学Ⅰ・数学A(第1問) 問〔2〕(2)(i)(シス・セ・ソ)) (訂正依頼・報告はこちら)

〔2〕以下の問題において比を解答する場合は、最も簡単な整数の比で答えよ。

(2)点Oを中心とする半径6の円Oが、線分PQ上のP,Qと異なる点Mにおいて線分PQに接している。P,Qそれぞれを通る円Oの接線で,直線PQと異なるものを引き、この円との接点をそれぞれK,Lとする。以下では直線PK,QLが交わる場合を考え、その交点をRとする。このとき、ΔPQRの辺の長さについて考えよう。

(i)PK=12,QL=9であるときを考え、∠KPM=P,∠LQM=Qとする。このとき、2直線PK,QLの交点Rは直線PQに関して点Oと同じ側にある。

四角形PMOKがΔPMOとΔPKOに分けられることに注意すると、
四角形PMOKの面積は( シス )であることがわかる。このことから、

①を用いると、sinP=( セ )/( ソ )となることがわかる。

四角形QLOMについても同様に考えると、sinQ=( タチ )/( ツテ )となることもわかる。

よって、PR:QR=( トナ ):( ニヌ )となり、これにより

RL=( ネノ )/( ハ )と求められるので、ΔPQRの辺の長さを求めることができる。

(ii)PK=4√2,QL=3√2であるときを考える。このとき、2直線PK,QLの交点Rは,直線PQに関して点Oと反対側にある。
このことに注意するとRL=( ヒフ )√( へ )ヘと求められるので、ΔPQRの辺の長さを求めることができる。

( シス )( セ )( ソ )にあてはまるものを選べ。
問題文の画像
  • シス:72  セ:4  ソ:5
  • シス:36  セ:4  ソ:5
  • シス:72  セ:3  ソ:5
  • シス:96  セ:4  ソ:5

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この過去問の解説 (2件)

01

前問では、四角形ABCDについて、

S1=(AB・AD/2)sinA

S2=(BC・CD/2)sinC

と求めました。

また、

A+C=180°

なので、

sinC=sinA

となります。

したがって、

S=S1+S2
=(AB・AD+BC・CD)/2×sinA……①

と求めました。

 

今回は、この①を四角形PMOKに使います。

選択肢1. シス:72  セ:4  ソ:5

円の外にある同じ点から円に引いた2本の接線の長さは等しくなります。

Pから円Oに引いた接線はPMとPKなので、

PM=PK=12

です。

また、OMとOKは半径なので、

OM=OK=6

です。

半径は接点で接線と垂直になるため、

PM⊥OM

PK⊥OK

です。

 

したがって、

△PMOの面積=1/2×PM×OM
=1/2×12×6
=36

です。

 

同じように、

△PKOの面積=1/2×PK×OK
=1/2×12×6
=36

です。

よって、四角形PMOKの面積=36+36=72となります。

したがって、シス=72です。

 

四角形PMOKでは、

∠PMO=90°

∠PKO=90°

です。

四角形の内角の和は360°なので、

∠KPM+∠MOK=360°-90°-90°=180°

となります。

∠KPM=Pなので、前問の①を四角形PMOKに使うことができます。

①より、

四角形PMOKの面積
=1/2×(PM・PK+MO・OK)×sinP

です。

求めた値を代入すると、

72=1/2×(12×12+6×6)×sinP

=1/2×(144+36)×sinP

=90sinP

となります。

 

したがって、

sinP=72/90
=4/5

です。

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02

(1)では、A+C=B+Dであるとき、すなわち、A+C=180°であるとき、

  四角形ABCDの面積S=((AB・AD+BC・CD)/2)・sin⁡A   ①

であることが分かっています。

この式から、

 ・A+C=180°であるとき、四角形ABCDの面積は、

 Aを挟む2辺AB,ADと、Cを挟む2辺BC,CDと、sinAで表現できる

と理解しましょう。

 

 四角形PMOK=△PMO+△PKO
  =△PKO+△PKO

  (△PKO≡△PMOであるので)
  =2△PKO
  =2×((1/2)・PK・OK)
  (Kは接点であるので、PK⊥OKである)
  =PK・OK
  =12×6
  =72
となります。

 

四角形PMOKに関して、

  ∠PKO=∠PMO=90°
となりますので、
   ∠KPM+∠KOM=360°-90°-90°=180°
となります。

ここで、①を利用しましょう。

①のAを∠KPM、Cを∠KOMとすれば、

∠KPMを挟む2辺はPK,PM、∠KOMを挟む2辺はOK,OMですので、
  四角形PMOK=((PK・PM+OK・OM)/2)sin⁡∠KPM
        =((PK・PM+OK・OM)/2)sin⁡P
となります。
四角形PMOK=72、PK=PM=12、OK=OM=6であるので、
 72=((12・12+6・6)/2)sin⁡P

 72=90sin⁡P
 sin⁡P=4/5
となります。

 

※

△PKO≡△PMOである理由も、簡単に説明しておきます。

  ・PO=PO   (共有)

  ・PK=PM   (円の接線の性質から)

  ・OM=OK   (ともに、円Oの半径)

となります。

従って、3組の辺の長さがそれぞれ等しいので、△PKO≡△PMOとなります。

選択肢1. シス:72  セ:4  ソ:5

四角形PMOKの面積は72、sinP=4/5が正解です。

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