共通テスト(数学) 過去問
令和8年度(2026年度)追・再試験
問12 (数学Ⅰ・数学A(第1問) 問〔2〕(2))

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問題

共通テスト(数学)試験 令和8年度(2026年度)追・再試験 問12(数学Ⅰ・数学A(第1問) 問〔2〕(2)) (訂正依頼・報告はこちら) (新しいタブで開く)

〔2〕辺の長さがすべて自然数である△ABCについて考えよう。以下では、∠BAC=A、∠ABC=B、∠ACB=Cとする。

(2)外接円の半径が等しい△ABCと△A′BCは、BC=a、AB=A′B=c、AC=4、A′C=5を満たすとする。また、a、cはa≦cを満たす自然数とする。このとき

a=( ネ ), c=( ノ )

である。

( ネ )、( ノ )にあてはまるものを1つ選べ。

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問題文の画像
  • ネ:3  ノ:5
  • ネ:4  ノ:6
  • ネ:4  ノ:7
  • ネ:5  ノ:6
  • ネ:5  ノ:7
  • ネ:6  ノ:8

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この過去問の解説 (1件)

01

 

△ABCの外接円の半径をRとしましょう。

△ABCについて、正弦定理から、
  2R=BCsinA
が成り立ちます。

また、△ABCと△A'BCの外接円の半径は等しいので、△A'BCの外接円の半径もRとなります。

△A'BCについて、正弦定理から、 
  2R=BCsinA'
が成り立ちます。

このとき、
  BCsinA=BCsinA'
となります。

BC>0ですので、
  sin⁡A=sin⁡A'
となります。

ここで、|cosA|=1-sin2A,|cosA'|=1-sin2A'であるので

((2)(ⅱ)テ・ト、(ⅲ)ヌの攻略で、このあたりの式を利用しているため、

 「この第1問[2]のメインテーマかな?」と予測できると良いですね)、
  |cosA'|=1-sin2A'
        =1-sin2A   (sin⁡A=sin⁡A'より)
        =|cosA|
となります。従って、
  |cosA|=|cosA'|

となります。

 

ここで、△ABCについて、∠Aで余弦定理を用いると、
      BC2=AB2+AC2-2AB・AC・cos⁡A
  2AB・AC・cos⁡A=AB2+AC2-BC2
       cos⁡A=AB2+AC2-BC22AB・AC   (※)
       cos⁡A=c2+42-a22・c・4
       cos⁡A=c2-a2+168c
となります。

同様に、△A'BCについて、∠A'で余弦定理を用いると、
  cos⁡A'=A'B2+A'C2-BC22A'B・A'C   ((※)を真似ると良いでしょう)
  cos⁡A'=c2+52-a22・c・5
  cos⁡A'=c2-a2+2510c
となります。

 

  |cosA|=|cosA'|

に、cos⁡A=c2-a2+168c,cos⁡A'=c2-a2+2510cを代入すると、

  |c2-a2+168c|=|c2-a2+2510c|  ①
となります。
a≦cであることから、
  c2-a2≧0
となります。よって、
  c2-a2+16≧16>0   c2-a2+25≧25>0
となります。cは自然数なので、
  8c>0   10c>0
です。よって、
  c2-a2+168c>0  (①の左辺の絶対値の中身は正)

  c2-a2+2510c>0  (①の右辺の絶対値の中身は正)
となり、①は、

  c2-a2+168c=c2-a2+2510c
となります。
両辺を40c倍すると、
  40c×c2-a2+168c=40c×c2-a2+2510c

    5(c2-a2+16)=4(c2-a2+25)
     5c2-5a2+80=4c2-4a2+100
         c2-a2=20
       (c+a)(c-a)=20     ②
となります。


a,cは自然数であり、a≦cであることから、
  ・c+a≧1+1  ⇔  c+a≧2
  ・c-a≧0
  ・c+a≧c-a
を全て満たします。c+a,c-aは整数であるので、②を満たすものは、
  (A)c+a=20 かつ c-a=1
  (B)c+a=10 かつ c-a=2
  (C)c+a=5   かつ c-a=4
の3パターンが考えられます。

それぞれ、(a,c)を解くと、
  (A)(a,c)=(192,212)  (B)(a,c)=(4,6)  (C)(a,c)=(12,92)
となります。

a,cは自然数であるので、
  (a,c)=(4,6)
に限られます。

選択肢2. ネ:4  ノ:6

a=4,c=6が正解です。

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