広島大学 2007年度 数学 過去問解説|藤原進之介先生と一緒に完全攻略!

広島大学 2007年度 数学 過去問解説|藤原進之介先生と一緒に完全攻略!


はじめに:この記事で得られること

広島大学 2007年度 数学 過去問解説へようこそ!数強塾グループ代表の藤原進之介です。この記事では、広島大学2007年度の数学入試問題を、基礎の確認から丁寧な解説まで完全網羅します。

この記事で得られる3つの価値はこちらです:

  • ✅ 広島大学数学の出題傾向と本質的な解法が身につく
  • ✅ 2007年度全大問の完全解説を途中計算付きで確認できる
  • ✅ 合格点を取るための学習ロードマップが明確になる

👨‍🏫 藤原先生より
「広島大学の数学は、難問よりも『考え方の筋道』を見せることが大切な試験です。解法を丸暗記するのではなく、なぜその方針を選ぶのかを理解することが合格への近道。一緒に丁寧に読み解いていきましょう!」


【セクション2】広島大学の数学:入試の全体像

試験形式と求められるレベル

広島大学の数学入試は、以下のような形式で実施されます。

項目 内容
試験時間 120分
問題数 5問(数学Ⅰ・Ⅱ・A・B)
解答形式 記述式(論述)
難易度帯 標準〜やや難
偏差値目安 60〜65程度

試験時間は120分で5問構成。1問あたり平均24分が目安ですが、易しい問題に時間を使いすぎず、難しい問題は部分点を狙う戦略が重要です。

偏差値帯と求められる数学レベル

広島大学理系(工学部・理学部・医学部など)の数学は、「センター試験で安定して8割以上取れる」レベルを土台に、記述式の論証力が求められます。青チャートや1対1対応の演習レベルの問題が中心で、突出した難問は少ないものの、論述の完成度が合否を分けます。

過去10年の出題傾向まとめ

頻出ランキング 単元 出題頻度
1位 微分・積分 ほぼ毎年
2位 ベクトル(空間) 毎年
3位 数列・漸化式 毎年
4位 確率・期待値 隔年以上
5位 図形(座標幾何) 隔年以上
6位 行列(2007年度まで) 旧課程では頻出
7位 関数の性質・不等式証明 2〜3年に一度

微積分・ベクトル・数列は必ず対策すること。また、「示せ」「証明せよ」という記述問題が毎年出るため、論証の書き方を身につけることが不可欠です。

他大学との違い・広島大学の特徴

大学 特徴
東京大学 純粋な論述・思考力重視。難度が高く発想力が試される
大阪大学 計算量が多く、処理速度が重要
広島大学 標準問題中心。論述の正確さと多単元の網羅的理解が重要
岡山大学 難易度は広島大学に近いが、やや計算重視

広島大学は「難問で差をつける」より「標準問題をきちんと積み上げる」ことが求められる大学です。基礎を固めた上で、論述のスキルを磨くことが最大の対策になります。

会話①

🧑 生徒:「広島大学の数学って、難関大学みたいに特殊な発想が必要ですか?」

👨‍🏫 藤原先生:「広島大学の数学は、特殊な発想よりも標準的な解法の完全な習得が大切だよ。例えばベクトルなら、$\vec{AP} = t\vec{u}$($t$はスカラー)という平行条件の式立てと、$\vec{CP} \cdot \vec{w} = 0$という直交条件の内積計算が確実にできれば解ける問題が多い。青チャートや1対1対応の演習で標準問題を完璧にすることが第一歩だよ!」


【セクション3】2007年度 出題テーマ速報と分析

2007年度 出題テーマ一覧

大問1(旧課程:数Ⅱ・数B混合)

問題 テーマ 難易度
[1] 行列と漸化式・極限 ★★★☆☆
[2] 空間ベクトル・点の座標と平面 ★★★☆☆
[3] 関数の性質・誤差評価・√7の有理近似 ★★★★☆

大問2(数Ⅰ・Ⅱ・A・B)

問題 テーマ 難易度
[1] 3次関数と三角関数・実数解の個数 ★★★☆☆
[2] 格子点の自然数配列・数列 ★★★★☆
[3] 空間ベクトル・点の座標と平面表示 ★★★☆☆

難易度評価と合格戦略

2007年度の特徴は、大問1の[3](√7の有理近似)と大問2の[2](格子点配列)がやや難しく、その他は標準的な問題です。合格ラインの得点戦略として:

  • 標準問題(★★★☆☆)は完答を目指す
  • やや難問(★★★★☆)は小問(1)(2)を確実に取り、(3)(4)で部分点を狙う
  • 合格ラインの目安:全体の65〜70%

【セクション4】全大問 問題・解説


大問1-[1]:行列と漸化式・極限(難易度★★★☆☆)

【問題文】

$a, b, c, d$ は $a+c = b+d = 1$ を満たす正の定数とし、行列

$$A = \begin{pmatrix} a & b \\ c & d \end{pmatrix}$$

を考える。$x_1 + y_1 = 1$ を満たす実数 $x_1, y_1$ に対し、$x_n, y_n$($n = 2,3,4,\cdots$)を漸化式

$$\begin{pmatrix} x_n \\ y_n \end{pmatrix} = A \begin{pmatrix} x_{n-1} \\ y_{n-1} \end{pmatrix}$$

によって帰納的に定める。

(1) $x_n + y_n = 1$($n = 1,2,3,\cdots$)であることを示せ。

(2) $x_n$ をまず $a, b, x_{n-1}$ で表し、次に $a, b, x_1$ で表せ。

(3) 極限値 $\displaystyle\lim_{n\to\infty} x_n$ を求めよ。


【使う公式・定理】

公式名 内容
数学的帰納法 $n=1$ で成立、$n=k$ で成立 $\Rightarrow$ $n=k+1$ で成立、を示す
等差型漸化式 $x_n = r \cdot x_{n-1} + p$ を特性方程式 $\alpha = r\alpha + p$ で解く
等比数列の極限 $|r| < 1$ ならば $\displaystyle\lim_{n\to\infty} r^n = 0$

【解法ステップ】

小問(1):数学的帰納法

ステップ① $n=1$ のとき:

$$x_1 + y_1 = 1 \quad \text{(問題の仮定より成立)}$$

ステップ② $n=k-1$ で $x_{k-1} + y_{k-1} = 1$ が成立すると仮定する。行列の積の定義から:

$$\begin{pmatrix} x_k \\ y_k \end{pmatrix} = \begin{pmatrix} a & b \\ c & d \end{pmatrix}\begin{pmatrix} x_{k-1} \\ y_{k-1} \end{pmatrix} = \begin{pmatrix} ax_{k-1} + by_{k-1} \\ cx_{k-1} + dy_{k-1} \end{pmatrix}$$

ステップ③ 和をとると:

$$x_k + y_k = (ax_{k-1} + by_{k-1}) + (cx_{k-1} + dy_{k-1})$$
$$= (a+c)x_{k-1} + (b+d)y_{k-1}$$
$$= 1 \cdot x_{k-1} + 1 \cdot y_{k-1} \quad \because a+c = b+d = 1$$
$$= x_{k-1} + y_{k-1} = 1 \quad \text{(帰納法の仮定より)}$$

したがって、任意の自然数 $n$ について $x_n + y_n = 1$ が成り立つ。□


小問(2):$x_n$ を $a, b, x_1$ で表す

ステップ① 行列の積より:

$$x_n = ax_{n-1} + by_{n-1}$$

(1) の結果 $y_{n-1} = 1 - x_{n-1}$ を代入して:

$$x_n = ax_{n-1} + b(1 - x_{n-1}) = (a-b)x_{n-1} + b \quad \cdots (*)$$

ステップ② 特性方程式 $\alpha = (a-b)\alpha + b$ を解く:

$$\alpha - (a-b)\alpha = b \implies \alpha(1 - a + b) = b \implies \alpha = \frac{b}{1-a+b}$$

$0 < a < 1$, $0 < b < 1$ より $1 - a + b > 0$ なので分母はゼロにならない。

ステップ③ $(*)$ を変形すると:

$$x_n - \frac{b}{1-a+b} = (a-b)\left(x_{n-1} - \frac{b}{1-a+b}\right)$$

これは公比 $a-b$ の等比数列なので:

$$x_n - \frac{b}{1-a+b} = (a-b)^{n-1}\left(x_1 - \frac{b}{1-a+b}\right)$$
$$\boxed{x_n = (a-b)^{n-1}\left(x_1 - \frac{b}{1-a+b}\right) + \frac{b}{1-a+b}}$$

小問(3):極限値

ステップ① $0 < a < 1$, $0 < b < 1$ より:

$$-1 < a - b < 1$$

ステップ② $|a-b| < 1$ なので $\displaystyle\lim_{n\to\infty}(a-b)^{n-1} = 0$

ステップ③ したがって:

$$\lim_{n\to\infty} x_n = 0 \cdot \left(x_1 - \frac{b}{1-a+b}\right) + \frac{b}{1-a+b} = \boxed{\frac{b}{1-a+b}}$$

【藤原先生の解説】

この問題のポイントは「行列の漸化式を等比数列に帰着させる」という発想です。

料理に例えると、$x_n$ と $y_n$ が毎回 $A$ という「変換の鍋」に入れられて混ぜ合わされていく感じ。でも $x_n + y_n$ という「全体量」だけは常に1のまま保存される。これが(1)の本質です。

そして(2)で $y_{n-1} = 1 - x_{n-1}$ と代入することで、2変数の連立漸化式が 1変数の漸化式 に帰着します。これが最大のコツ!特性方程式を使って固定点を見つけ、等比数列に変換するのが「行列の漸化式」の定石解法です。

(3)は $|a-b| < 1$ という不等式がカギ。$a, b$ が両方正の定数である条件をしっかり使いましょう。


会話②

🧑 生徒:「小問(2)で $y_{n-1} = 1 - x_{n-1}$ と置き換えてよい理由がよくわかりません。」

👨‍🏫 藤原先生:「それは(1)で証明した $x_n + y_n = 1$(すべての $n$ で成立)を使っているんだよ!つまり $y_{n-1} = 1 - x_{n-1}$ は証明済みの事実。これを $x_n = ax_{n-1} + by_{n-1}$ に代入すると $x_n = ax_{n-1} + b(1 - x_{n-1}) = (a-b)x_{n-1} + b$ という1変数の漸化式 $x_n = px_{n-1} + q$ 型に変換できる。あとは特性方程式 $\alpha = (a-b)\alpha + b$ を解いて固定点 $\alpha = \dfrac{b}{1-a+b}$ を求め、$x_n - \alpha = (a-b)(x_{n-1} - \alpha)$ という等比数列に変換するだけ!」


【この大問で身につく力】

行列・漸化式・極限を統合的に扱う力が身につく。特に「2変数→1変数への帰着」という論述の構成力が養われる。


大問1-[2]:空間ベクトルと平面(難易度★★★☆☆)

【問題文】

座標空間の2点 $A(0,0,0)$、$B(0,-1,0)$ および

$$\vec{u} = (-1,2,5),\quad \vec{v} = (1,1,1),\quad \vec{w} = (-1,3,1)$$

と成分表示される3つのベクトルがある。

(1) $\vec{AP}$ と $\vec{u}$ が平行かつ $\vec{BP}$ と $\vec{v}$ が平行となるような点 $P$ の座標を求めよ。

(2) 上で求めた点 $P$ に対し、$\vec{CP}$ と $\vec{w}$ が直交するような $C(0,0,c)$ を求めよ。

(3) 上で求めた点 $P$ と $C$ に対し、$P$ は3点 $A$, $B$, $C$ の定める平面上にあることを示せ。


【使う公式・定理】

公式名 内容
平行条件 $\vec{AP} \parallel \vec{u} \Leftrightarrow \vec{AP} = t\vec{u}$($t$はスカラー)
直交条件(内積) $\vec{CP} \perp \vec{w} \Leftrightarrow \vec{CP} \cdot \vec{w} = 0$
平面上の点 $\vec{AP} = s\vec{AB} + t\vec{AC}$ と表せることを示す

【解法ステップ】

小問(1):点 $P$ の座標

ステップ① $\vec{AP} \parallel \vec{u}$ より、実数 $t$ を用いて:

$$\vec{AP} = t\vec{u} = t(-1,2,5) = (-t, 2t, 5t)$$

$A = (0,0,0)$ なので $P = (-t, 2t, 5t)$

ステップ② $\vec{BP} \parallel \vec{v}$ より、実数 $s$ を用いて:

$$\vec{BP} = s\vec{v} = s(1,1,1) = (s, s, s)$$

$B = (0,-1,0)$ なので $P = (0+s, -1+s, 0+s) = (s, -1+s, s)$

ステップ③ 2つの $P$ の表示を一致させる:

$$\begin{cases} -t = s \\ 2t = -1+s \\ 5t = s \end{cases}$$

第1式と第3式より:$-t = 5t \Rightarrow 6t = 0$ ではなく、第1式より $s = -t$、第3式より $s = 5t$ なので $-t = 5t$, $t=0$ ではおかしい。

注意:大問1の問題文では $A(0,0,0)$ だが、大問2の問題文では $A(2,0,0)$ となっています。以下は大問1の設定($A(0,0,0)$)で解きます。

ステップ①(再) $A(0,0,0)$ のとき $P(-t,2t,5t)$、$B(0,-1,0)$ のとき $P(s,-1+s,s)$:

$$\begin{cases} -t = s & \cdots(i)\\ 2t = -1+s & \cdots(ii)\\ 5t = s & \cdots(iii) \end{cases}$$

$(i)$ より $s = -t$、$(iii)$ より $s = 5t$。よって $-t = 5t$, $t = 0$。これでは $P = (0,0,0) = A$ となり矛盾。

→ 大問1の[2]は大問2の[3]と同じ問題だが点 $A$ の座標が異なる。大問2の設定($A(2,0,0)$)で解く。

大問2-3:$A(2,0,0)$ の場合

ステップ① $\vec{AP} \parallel \vec{u}$ より:

$$\vec{AP} = s\vec{u} = s(-1,2,5)$$

$A = (2,0,0)$ なので $P = (2-s, 2s, 5s)$

ステップ② $\vec{BP} \parallel \vec{v}$ より:

$$\vec{BP} = t\vec{v} = t(1,1,1)$$

$B = (0,-1,0)$ なので $P = (t, -1+t, t)$

ステップ③ 成分を一致させる連立方程式:

$$\begin{cases} 2-s = t & \cdots(i)\\ 2s = -1+t & \cdots(ii)\\ 5s = t & \cdots(iii) \end{cases}$$

$(i)$ と $(iii)$ より:$2-s = 5s \Rightarrow 6s = 2 \Rightarrow s = \dfrac{1}{3}$

$(iii)$ より $t = 5s = \dfrac{5}{3}$

ステップ④ $(ii)$ で確認:$2 \cdot \dfrac{1}{3} = \dfrac{2}{3}$、$-1 + \dfrac{5}{3} = \dfrac{2}{3}$ ✓

$$\boxed{P = \left(\frac{5}{3}, \frac{2}{3}, \frac{5}{3}\right)}$$

小問(2):点 $C$ の座標

ステップ① $C = (0,0,c)$ として:

$$\vec{CP} = \left(\frac{5}{3}-0, \frac{2}{3}-0, \frac{5}{3}-c\right) = \left(\frac{5}{3}, \frac{2}{3}, \frac{5}{3}-c\right)$$

ステップ② $\vec{CP} \perp \vec{w}$ より内積 $= 0$:

$$\vec{CP} \cdot \vec{w} = \frac{5}{3} \cdot (-1) + \frac{2}{3} \cdot 3 + \left(\frac{5}{3}-c\right) \cdot 1$$
$$= -\frac{5}{3} + 2 + \frac{5}{3} - c = 2 - c = 0$$
$$\boxed{c = 2 \quad \therefore C(0,0,2)}$$

小問(3):$P$ が平面 $ABC$ 上にあることを示す

$P$ が平面 $ABC$ 上にある $\Leftrightarrow$ $\vec{AP} = a\vec{AB} + b\vec{AC}$ と表せる。

ステップ① 各ベクトルを計算:

$$\vec{AP} = \left(-\frac{4}{3}, \frac{2}{3}, \frac{5}{3}\right), \quad \vec{AB} = (-2,-1,0), \quad \vec{AC} = (-2,0,2)$$

注:大問2-3では「$\vec{CP} = a\vec{CA} + b\vec{CB}$」を示す問題なので、以下はその形式で解く。

$$\vec{CP} = \left(\frac{5}{3}, \frac{2}{3}, -\frac{1}{3}\right)$$
$$\vec{CA} = A - C = (2,0,-2), \quad \vec{CB} = B - C = (0,-1,-2)$$

ステップ② $\vec{CP} = a\vec{CA} + b\vec{CB}$ とおく:

$$\left(\frac{5}{3}, \frac{2}{3}, -\frac{1}{3}\right) = a(2,0,-2) + b(0,-1,-2)$$
$$\begin{cases} 2a = \dfrac{5}{3} \\ -b = \dfrac{2}{3} \\ -2a-2b = -\dfrac{1}{3} \end{cases}$$

ステップ③ 第1式より $a = \dfrac{5}{6}$、第2式より $b = -\dfrac{2}{3}$

ステップ④ 第3式で確認:$-2 \cdot \dfrac{5}{6} - 2 \cdot \left(-\dfrac{2}{3}\right) = -\dfrac{5}{3} + \dfrac{4}{3} = -\dfrac{1}{3}$ ✓

$$\boxed{\vec{CP} = \frac{5}{6}\vec{CA} - \frac{2}{3}\vec{CB}}$$

よって $P$ は平面 $ABC$ 上にある。□


【藤原先生の解説】

空間ベクトルの問題でよく出る3パターンを整理しておきましょう:

  1. 平行 → $\vec{AP} = t\vec{u}$(スカラー倍)
  2. 直交 → $\vec{CP} \cdot \vec{w} = 0$(内積がゼロ)
  3. 平面上 → $\vec{AP} = s\vec{AB} + t\vec{AC}$(2ベクトルの線形結合)

サッカーのパスに例えると、平行は「同じ方向にまっすぐパス」、直交は「直角に切れ込む」、平面上は「フィールド内にいる」という感じです。この3つの条件を的確に数式化できれば、空間ベクトルの問題は必ず解けます!


会話③

🧑 生徒:「$P$ が平面 $ABC$ 上にあることを示すとき、なぜ $\vec{AP} = s\vec{AB} + t\vec{AC}$ で証明できるんですか?」

👨‍🏫 藤原先生:「平面というのは、1点 $A$ と2つのベクトル $\vec{AB}$, $\vec{AC}$ が張る空間のことだよ。数学的には、平面上の任意の点 $P$ は $\vec{AP} = s\vec{AB} + t\vec{AC}$($s,t$ は実数)と一意に表せる。これは平面のベクトル方程式の定義そのものなんだ。だからこの形に表せることを示すことが『平面上にある』の証明になる。$\vec{AB}$ と $\vec{AC}$ が一次独立(平行でない)であることも確認しておくと完璧だよ!」


【この大問で身につく力】

空間ベクトルの3条件(平行・直交・平面上)を組み合わせて使う総合的な思考力が身につく。


大問1-[3]:関数の性質と√7の有理近似(難易度★★★★☆)

【問題文】

$$f(x) = \frac{8x+21}{3x+8}$$

とおく。

(1) $f(\sqrt{7}) = \sqrt{7}$ であることを示せ。

(2) $x \geq 0$ ならば $f(x) \geq 2$ であることを示せ。

(3) $x \geq 2$, $y \geq 2$ ならば $|f(x) - f(y)| \leq \dfrac{|x-y|}{100}$ となることを示せ。

(4) $x \geq 2$ ならば $|f(f(x)) - \sqrt{7}| \leq \dfrac{|x-\sqrt{7}|}{10000}$ となることを示し、これを用いて $|r - \sqrt{7}| < 10^{-4}$ を満たす有理数 $r$ を1つ求めよ。


【使う公式・定理】

公式名 内容
有理式の変形 $\dfrac{ax+b}{cx+d} = \dfrac{a}{c} - \dfrac{ad-bc}{c(cx+d)}$
差の変形 $f(x) - f(y) = \dfrac{(


👨‍🏫 この記事を書いた人:藤原進之介

**藤原進之介**(数強塾グループ代表)

Gakken・KADOKAWA・ナツメ社・文英堂・旺文社など**大手出版社5社から計9冊**の参考書を刊行している数学・情報Iの専門家。全国の中高生・受験生に向けて、わかりやすく・楽しく・本質的な数学指導を行っています。

**主要著書:**
- 『オールカラー 高校の数学を身近な例からもういちど学びなおす』(ナツメ社)
- 『きめる! 共通テスト情報I』(Gakken)
- 『ライバルに差をつける 情報 I 鉄板の100 題』(KADOKAWA)
- 『共通テスト パターンドリル 情報Ⅰ』(文英堂)
- 『資格試験ムビスタ 藤原のたった9時間でITパスポート 令和8年度版(2026年)』(Gakken)
- 『大学JUKEN新書 共通テスト 7日で完成 情報Ⅰ』(旺文社)
- 『藤原のたった9時間で情報I』(Gakken)
- 『藤原進之介の 情報I プログラミング・データの活用が面白いほどわかる本』(KADOKAWA)
- 『藤原進之介の ゼロから始める情報I』(KADOKAWA)

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