ちょぴん先生の数学部屋

数学の楽しさを、現役メーカーエンジニアが伝授するぞ!

平成の北大理系数学 -1991年-

大京大に引き続き、他の旧帝大の問題も取り上げていきます。この記事では、北海道大学の1991年の問題を取り上げます。

第1問

f:id:stchopin:20210902112009p:plain



2次方程式の解を利用した整数問題です。

 

まずは、解と係数の関係を使って与式をpの式で表してみましょう。すると、分子が1次式、分母が2次式となるので、与式が整数になりえるpの範囲に制限があることが分かります。(pが大きすぎると、与式が0より大きく1未満になってしまう)

 

よって、与式のなりえる整数値を先に確定させて、そこからpを求めましょう。

 

<筆者の解答>

f:id:stchopin:20200724083821p:plain

 

第2問

f:id:stchopin:20210902112028p:plain



パラメータ表示された三角形の重心の軌跡を求める問題です。

 

これは、tが消えるようにうまく工夫して式変形をする問題です。式の対称性に注目すれば、2^t, 2^t+1, 2^t+2の3項があれば、2^t+1で括るとうまくいきます。

 

<筆者の解答>

f:id:stchopin:20200725084039p:plain

 

第3問

f:id:stchopin:20210902112046p:plain



微分方程式の問題です。

 

(1)接線の条件から構築します。

 

(2) (1)を解きましょう。

 

<筆者の解答>

f:id:stchopin:20200724083907p:plain

 

第4問

f:id:stchopin:20210902112106p:plain



極限の問題です。

 

(1)kの取る値を、k=1,・・,nに調整してあげると、区分求積法が使えます。

 

(2) (1)の左辺を式変形していきましょう。

 

<筆者の解答>

f:id:stchopin:20200724083927p:plain

 

第5問

f:id:stchopin:20210902112125p:plain



球の一部の体積を求める問題です。

 

(1)Sをxy平面で切ってできる円が、OA, OB, ABに接していることを利用して解いていきます。

 

(2)平面z=tで切った断面を考えます。

 

<筆者の解答>

f:id:stchopin:20200724083950p:plain