共通テスト(数学) 過去問
令和8年度(2026年度)本試験
問14 (数学Ⅰ・数学A(第1問) 問〔2〕(2)(ii)(ヒフ・ヘ))

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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14(数学Ⅰ・数学A(第1問) 問〔2〕(2)(ii)(ヒフ・ヘ)) (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。

( ヒフ )( へ )にあてはまるものを選べ。
問題文の画像
  • ヒフ:14  ヘ:2
  • ヒフ:21  ヘ:2
  • ヒフ:21  ヘ:3
  • ヒフ:28  ヘ:2

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この過去問の解説 (2件)

01

前問では、

同じ点から円に引いた2本の接線の長さは等しくなる、という性質を使いました。

また、四角形PMOKについて、

S=(AB・AD+BC・CD)/2×sinA

を使うことで、接線の長さをt、円の半径を6とすると、

四角形の面積=6tであり、

6t=1/2×(t²+36)×sinP

として角の正弦を求めることができます。

さらに(i)では、求めたsinPとsinQから正弦定理を使い、

PR:QR=sinQ:sinP

として辺の比を求めました。

 

今回は、この方法をそのまま使います。

選択肢2. ヒフ:21  ヘ:2

PK=4√2なので、同じ点Pから引いた接線より、

PM=PK=4√2

OM=OK=6

です。

四角形PMOKは△PMOと△PKOに分けられます。

それぞれの面積は、1/2×4√2×6=12√2です。

したがって、

四角形PMOKの面積=12√2+12√2=24√2

です。

前問までの①を使うと、

24√2=1/2×{(4√2)×(4√2)+6×6}×sinP

となります。

(4√2)×(4√2)=32

なので、

24√2=1/2×(32+36)×sinP=34sinP

です。

したがって、

sinP=24√2/34=12√2/17

となります。

 

QL=3√2なので、

QM=QL=3√2

OM=OL=6

です。

△QMOと△QLOの面積は、それぞれ、1/2×3√2×6=9√2です。

したがって、

四角形QLOMの面積=18√2です。

①を使うと、

18√2=1/2×{(3√2)×(3√2)+6×6}×sinQ

となります。

(3√2)×(3√2)=18

なので、

18√2=1/2×(18+36)×sinQ=27sinQ

です。

したがって、

sinQ=18√2/27=2√2/3

となります。

 

△PQRに正弦定理を使います。

辺PRの向かい側の角はQ、辺QRの向かい側の角はPなので、

PR:QR=sinQ:sinP

です。

求めた値を代入すると、

PR:QR=2√2/3:12√2/17

となります。

√2を消すと、

=2/3:12/17

です。

両方に51をかけると、

=34:36

となります。

2で割って最も簡単な整数の比にすると、

PR:QR=17:18

です。

 

Rから円Oに引いた2本の接線はRKとRLです。

したがって、RK=RLです。

ここで、RL=RK=xとします。

(i)ではRとOが直線PQの同じ側にありましたが、今回はRとOが反対側にあります。

そのため、直線PK上では接点KとRの間にPがあり、

RK=RP+PK

となります。

したがって、

PR=RK-PK=x-4√2

です。

同じように、

QR=RL-QL=x-3√2

です。

前に求めた、PR:QR=17:18を使うと、

(x-4√2):(x-3√2)=17:18

です。

したがって、

18(x-4√2)=17(x-3√2)

となります。

展開すると、

18x-72√2=17x-51√2

です。

よって、x=72√2-51√2=21√2となります。

したがって、RL=21√2です。

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02

(ⅱ)では、(ⅰ)に書かれている参考図は、全く参考になりません。

(ⅰ)の問題文をよく読み直すと、

「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」とあります。

しかし、(ⅱ)の問題文を見てみると、

「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」とあり、

(ⅰ)とは、状況が異なりますね。

従って、この問題を解くとき、問題文の内容から、自ら図を描かなければいけません。

   四角形PMOK=△PKO+△PMO

  =△PKO+△PKO  (△PKO≡△PMOより)

  =2△PKO
  =2×((1/2)・PK・OK)

  =PK・OK
  =4√2×6
  =24√2
 四角形QLOM=△QLO+△QMO
  =△QLO+△QLO  (△QLO≡△QMOより)

  =2△QLO

  =2×((1/2)・QL・OL)

  =QL・OL
  =3√2×6
  =18√2
です。(ⅰ)と同様に、(1)の①を利用すると、
 四角形PMOK=((PK・PM+OK・OM)/2)sin⁡∠KPM
  =((4√2・4√2+6・6)/2)sin⁡∠KPM
  =34sin⁡∠KPM

 四角形QLOM=((QL・QM+OL・OM)/2)sin⁡∠LQM
   =(3√2・3√2+6・6)/2)sin⁡∠LQM
   =27sin⁡∠LQM
となりますので、

 ・四角形PMOKの面積から

  24√2=34sin⁡∠KPM

  sin⁡∠KPM=(12√2)/17
 

 ・四角形QLOMの面積から

  18√2=27sin⁡∠LQM

  sin⁡∠LQM=(2√2)/3
となります。

△PQRで正弦定理から、
  QR/sin⁡∠QPR=PR/sin⁡∠PQR

  QR/sin⁡(180°-∠KPM)=PR/sin⁡(180°-∠LQM) 
  QR/sin⁡∠KPM=PR/sin⁡∠LQM 
  (sin(180°-θ)=sinθより) 

  QR/((12√2)/17)=PR/((2√2)/3)
   ((2√2)/3)QR=((12√2)/17)PR
  PR:QR=(2√2)/3:(12√2)/17
  PR:QR=17:18
となります。
RL=yとしましょう。円の接線の性質から、RK=yです。
PR:QR=17:18より、
  PR:QR=17:18

  (RK-PK):(RL-QL)=17:18

  (y-4√2):(y-3√2)=17:18
  18(y-4√2)=17(y-3√2)
  y=21√2
となります。従って、
  RL=21√2
となります。

選択肢2. ヒフ:21  ヘ:2

RL=21√2が正解です。

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