山口大学 1998年度 数学 過去問解説|藤原進之介先生と一緒に完全攻略!

山口大学 1998年度 数学 過去問解説|藤原進之介先生と一緒に完全攻略!


セクション1:リード文

山口大学 1998年度 数学 過去問解説へようこそ!この記事では、平成10年度に実施された山口大学入学者選抜学力検査(数学)の全大問を、数強塾グループ代表の藤原進之介先生が丁寧に・やさしく・楽しく解説します。

この記事を読むことで、以下の3つの価値が得られます:

  • 全大問の解法ステップを途中計算まで完全再現し、「なぜそうなるか」が理解できる
  • 山口大学数学の傾向と頻出テーマを把握し、効率的な対策が立てられる
  • 参考書の選び方・学習ロードマップまで網羅し、合格への道筋が見える

👨‍🏫 藤原先生からの一言:
山口大学の数学は「標準的な問題を確実に解く力」が問われる試験です。難問で差をつけるのではなく、基礎〜標準の問題を丁寧に解き切ることが合格への鍵。一緒に一問一問、しっかりと理解していきましょう!


セクション2:山口大学の数学 ― 入試の全体像

山口大学数学の試験形式

山口大学の入学者選抜(一般入試)における数学は、学部・試験種別により使用科目が異なりますが、理系学部では数学I・II・III・A・Bが、文系学部では数学I・II・A・Bが主に課されます。1998年度(平成10年度)は各4問構成で、試験時間は約90〜100分程度、記述・論述形式での解答が求められます。

偏差値帯と求められる数学レベル

山口大学の偏差値帯はおおよそ45〜55程度(学部により差あり)。数学の難易度は「標準レベル」であり、センター試験(現在の共通テスト)で7割以上得点できる実力があれば十分に太刀打ちできます。ただし「標準」と言っても油断は禁物。公式を丸暗記するだけでなく、なぜその公式が成り立つのかを理解し、状況に応じて使い分ける力が必要です。

過去の出題傾向まとめ(頻出単元)

山口大学の数学では、以下の単元が繰り返し出題される傾向があります:

頻出度 単元
★★★★★ 図形と方程式(直線・円・距離)
★★★★★ 微分・積分(面積計算を含む)
★★★★☆ ベクトル
★★★★☆ 命題・論理(真偽・逆・対偶・否定)
★★★☆☆ 数列(等差・等比・漸化式)
★★★☆☆ 三角関数・図形の計量
★★★☆☆ 複素数・方程式

特に「図形と方程式」および「微分・積分」は毎年のように出題されており、この2分野を得意にするだけで大きなアドバンテージが得られます。

他大学との違い・特徴

例えば東京大学では思考力・論証力を徹底的に問う難問が並びますが、山口大学では「教科書レベルの理解を確実に実行に移せるか」が問われます。京都大学のように記述の質を細かく評価されるわけではありませんが、だからといって雑な答案は禁物。定義や条件を丁寧に押さえた論述が高得点に繋がります。


🧑 生徒:「山口大学の数学って、どんな問題が多いんですか?具体的にどの分野を重点的に対策すればいいか教えてください。」

👨‍🏫 藤原先生:「山口大学でよく出るのは、図形と方程式(直線・円・距離の公式など)と積分法(面積計算)の2本柱だよ。たとえば点と直線の距離の公式 $d = \dfrac{|ax_0+by_0+c|}{\sqrt{a^2+b^2}}$ や、面積を求める積分 $S = \int_\alpha^\beta |f(x) - g(x)|\,dx$ は必ず押さえておこう!あと命題の論理(逆・裏・対偶・否定)も毎年のように出るから、ここも確実に固めていこうね。」


山口大学の数学は「基礎を丁寧に、標準問題を確実に」が攻略の本質。焦らず一歩ずつ進んでいこう!


セクション3:1998年度 出題テーマ速報と分析

1998年度(平成10年度)出題テーマ一覧

大問1(数I・II・A・B対象)

問番号 テーマ 難易度
問1 三角形の計量・内接円 ★★★☆☆
問2 命題・論理・否定・逆・対偶 ★★★☆☆
問3 直線・方向ベクトル・角の二等分線 ★★★★☆
問4 絶対値グラフ・積分による面積 ★★★☆☆

大問2(数I・II・III・A・B対象、理系)

問番号 テーマ 難易度
問1 三角形の計量・外接円・内接円 ★★★☆☆
問2 命題・論理・円と直線の交点条件 ★★★☆☆
問3 積分を含む関数・微分・積分方程式 ★★★★☆
問4 放物線・双曲線への接線・面積 ★★★★☆

難易度評価と得点戦略

1998年度は全体的に「標準〜やや標準」の問題構成です。特に命題・論理の問題(問2)は知識があれば確実に完答できます。一方、直線の角の二等分線(問3(3))や積分を含む関数(大問2の問3)はやや思考力が必要な問題です。

合格ラインと得点戦略:
- 基本的に5〜6割(50〜60点/100点換算)を目標に
- 確実な完答ターゲット:問1、問2、問4(1)
- 積み上げ目標:問3(1)(2)、問4(2)の途中点
- 難所:問3(3)、大問2の問3・問4は差がつくポイント

1998年度の出題は幅広い分野をカバーしており、まんべんなく学習してきた受験生が有利な構成です。苦手分野を作らない学習が鍵!


セクション4:全大問 問題・解説


大問1:三角形の計量・命題・論理・ベクトル・積分


大問1 問1:三角形OABの計量と内接円(難易度★★★☆☆)

【問題文】

座標平面の原点をOと点 $A(8, 0)$ とし、第一象限の点Bを $\angle AOB = 60°$、線分OBの長さが3となるようにとったとき、次の問に答えよ。

(1) 線分ABの長さと三角形OABの面積を求めよ。

(2) 三角形OABの内接円の半径と内接円の方程式を求めよ。


【使う公式・定理】

公式名 内容
余弦定理 $c^2 = a^2 + b^2 - 2ab\cos C$
三角形の面積 $S = \dfrac{1}{2}ab\sin C$
内接円の半径 $r = \dfrac{S}{s}$($s$ は半周長 $s = \dfrac{a+b+c}{2}$)
内接円の中心 各辺に等距離の点(各角の二等分線の交点)

【解法ステップ】

ステップ① 各辺の長さを確認する

$OA = 8$、$OB = 3$、$\angle AOB = 60°$

ステップ② 余弦定理でABを求める

$$AB^2 = OA^2 + OB^2 - 2 \cdot OA \cdot OB \cdot \cos 60°$$
$$= 64 + 9 - 2 \cdot 8 \cdot 3 \cdot \frac{1}{2}$$
$$= 73 - 24 = 49$$
$$\therefore AB = 7$$

ステップ③ 三角形OABの面積を求める

$$S = \frac{1}{2} \cdot OA \cdot OB \cdot \sin 60°$$
$$= \frac{1}{2} \cdot 8 \cdot 3 \cdot \frac{\sqrt{3}}{2}$$
$$= \frac{1}{2} \cdot 24 \cdot \frac{\sqrt{3}}{2} = 6\sqrt{3}$$

ステップ④ 内接円の半径rを求める

半周長 $s$ は:

$$s = \frac{OA + OB + AB}{2} = \frac{8 + 3 + 7}{2} = 9$$
$$r = \frac{S}{s} = \frac{6\sqrt{3}}{9} = \frac{2\sqrt{3}}{3}$$

ステップ⑤ 内接円の中心を求める

内接円の中心 $I$ は、$x$ 軸(直線OA)、直線OB、直線ABからの距離がすべて $r = \dfrac{2\sqrt{3}}{3}$ となる点です。

まず各直線の方程式を整理します。

  • 直線OA:$y = 0$($x$ 軸)
  • 直線OB:$\angle AOB = 60°$ より $B = (3\cos60°, 3\sin60°) = \left(\dfrac{3}{2}, \dfrac{3\sqrt{3}}{2}\right)$

直線OBの方程式:傾き $= \dfrac{\frac{3\sqrt{3}}{2}}{\frac{3}{2}} = \sqrt{3}$、原点を通るので $y = \sqrt{3}x$、すなわち $\sqrt{3}x - y = 0$

  • 直線ABの方程式:$A(8,0)$、$B\left(\dfrac{3}{2}, \dfrac{3\sqrt{3}}{2}\right)$ を通る直線

傾き $= \dfrac{\frac{3\sqrt{3}}{2} - 0}{\frac{3}{2} - 8} = \dfrac{\frac{3\sqrt{3}}{2}}{-\frac{13}{2}} = -\dfrac{3\sqrt{3}}{13}$

直線ABの方程式:$y - 0 = -\dfrac{3\sqrt{3}}{13}(x - 8)$

$\Leftrightarrow 3\sqrt{3}x + 13y - 24\sqrt{3} = 0$

内接円の中心 $I(a, b)$ は $y \geq 0$ 側(第一象限)にあり、$x$ 軸($y=0$)からの距離が $r$ なので:

$$b = r = \frac{2\sqrt{3}}{3}$$

直線OB:$\sqrt{3}x - y = 0$ からの距離が $r$ なので:

$$\frac{|\sqrt{3}a - b|}{\sqrt{3+1}} = \frac{2\sqrt{3}}{3}$$
$$\frac{|\sqrt{3}a - b|}{2} = \frac{2\sqrt{3}}{3}$$
$$|\sqrt{3}a - b| = \frac{4\sqrt{3}}{3}$$

$b = \dfrac{2\sqrt{3}}{3}$ を代入:

$$\left|\sqrt{3}a - \frac{2\sqrt{3}}{3}\right| = \frac{4\sqrt{3}}{3}$$
$$\sqrt{3}\left|a - \frac{2}{3}\right| = \frac{4\sqrt{3}}{3}$$
$$\left|a - \frac{2}{3}\right| = \frac{4}{3}$$

$a - \dfrac{2}{3} = \dfrac{4}{3}$ または $a - \dfrac{2}{3} = -\dfrac{4}{3}$

$a = 2$ または $a = -\dfrac{2}{3}$

中心は第一象限内にあり $a > 0$ なので $a = 2$。

∴ 内接円の方程式:

$$\left(x - 2\right)^2 + \left(y - \frac{2\sqrt{3}}{3}\right)^2 = \left(\frac{2\sqrt{3}}{3}\right)^2 = \frac{4}{3}$$
$$\boxed{(x-2)^2 + \left(y - \frac{2\sqrt{3}}{3}\right)^2 = \frac{4}{3}}$$

【藤原先生の解説】

内接円の問題は、「面積=半周長×内接円半径」という公式を使うと半径がすぐ求まります。これはピザを等分するようなイメージです:三角形を内心から各辺に向かって3つの小三角形に分割すると、各小三角形の面積は「辺の長さ × 半径 ÷ 2」になります。3つ足し合わせると元の面積と等しくなる、という仕組みですね。


🧑 生徒:「内接円の中心座標ってどうやって求めればいいんですか?各辺からの距離を使うって聞きましたが、具体的な計算がよくわかりません。」

👨‍🏫 藤原先生:「内接円の中心 $I(a,b)$ は、三角形の3辺すべてから等距離 $r$ にある点だよ。点と直線の距離の公式 $d = \dfrac{|Ax_0 + By_0 + C|}{\sqrt{A^2 + B^2}}$ を使って、各辺の直線方程式からの距離が $r$ になる連立方程式を立てるんだ。今回なら $x$ 軸($y=0$)からの距離がそのまま $b = r$ になるから、まず $b$ が決まって、次に直線OBからの距離条件で $a$ が求まるよ!」


【この大問で身につく力】
余弦定理・正弦を使った三角形の計量と、点と直線の距離の公式を組み合わせた応用力が鍛えられます。

基礎公式を丁寧に組み合わせれば必ず解ける問題。焦らず一つひとつ確認しながら進めていこう!


大問1 問2:命題・否定・逆・対偶(難易度★★★☆☆)

【問題文】

(1) 命題の否定・逆・対偶を記号で選ぶ問題(条件(ア)〜(シ)から選択)

(a) 条件(ケ)「すべての実数 $x$ について $ax + b = 0$」の否定は何か。

(b) 条件(コ)「すべての実数 $x$ について $ax + b \neq 0$」の否定は何か。

(c) 命題「$a=0$ かつ $b=0$ ならば、すべての実数 $x$ について $ax+b=0$ である」の逆と対偶を求めよ。

(2) 命題「$a>0$ かつ $b>0$ ならば $ab>0$ である」の逆を述べ、その真偽を述べよ。


【使う公式・定理】

公式名 内容
全称命題の否定 「すべての $x$ について $P(x)$」の否定は「ある $x$ について $\neg P(x)$」
存在命題の否定 「ある $x$ について $P(x)$」の否定は「すべての $x$ について $\neg P(x)$」
かつの否定 「$A$ かつ $B$」の否定は「$\neg A$ または $\neg B$」(ド・モルガンの法則)
または の否定 「$A$ または $B$」の否定は「$\neg A$ かつ $\neg B$」(ド・モルガンの法則)
逆・対偶 命題「$P \Rightarrow Q$」の逆:「$Q \Rightarrow P$」、対偶:「$\neg Q \Rightarrow \neg P$」

【解法ステップ】

ステップ① (a) 条件(ケ)の否定

(ケ):「すべての実数 $x$ について $ax + b = 0$」

全称命題の否定は存在命題なので:

$$\text{否定:「ある実数 } x \text{ について } ax + b \neq 0\text{」}$$

これは条件(シ)。

$$\boxed{(シ)}$$

ステップ② (b) 条件(コ)の否定

(コ):「すべての実数 $x$ について $ax + b \neq 0$」

全称命題の否定は存在命題なので:

$$\text{否定:「ある実数 } x \text{ について } ax + b = 0\text{」}$$

これは条件(サ)。

$$\boxed{(サ)}$$

ステップ③ (c) 命題の逆と対偶

元の命題:「(ア)ならば(ケ)である」

  • :「(ケ)ならば(ア)である」
    → 「すべての実数 $x$ について $ax+b=0$ ならば、$a=0$ かつ $b=0$」

  • 対偶:「(ケ)の否定」ならば「(ア)の否定」

  • (ケ)の否定 = (シ):「ある実数 $x$ について $ax+b \neq 0$」
  • (ア)の否定 = 「$a \neq 0$ または $b \neq 0$」 = (ク)
$$\boxed{\text{対偶:(シ)ならば(ク)}}$$

ステップ④ (2) 逆の真偽

元の命題:「$a>0$ かつ $b>0$ ならば $ab>0$」

逆:「$ab>0$ ならば $a>0$ かつ $b>0$」

真偽:

反例:$a = -1$、$b = -2$ とすると $ab = (-1)(-2) = 2 > 0$ だが、$a < 0$、$b < 0$ なので「$a>0$ かつ $b>0$」は満たさない。

$$\boxed{\text{逆は偽。反例:} a = -1,\, b = -2 \text{ のとき } ab = 2 > 0 \text{ だが } a<0,\, b<0}$$

【藤原先生の解説】

論理の問題は「言葉の定義」を正確に押さえることが全てです。「すべての」と「ある(存在する)」は否定すると入れ替わる、と覚えておきましょう。料理のたとえで言えば、「すべての料理に塩が入っている」の否定は「塩が入っていない料理が(少なくとも)1つある」ですよね。これと同じ構造です。


🧑 生徒:「命題の逆と対偶の作り方がごちゃごちゃになってしまいます。どう整理すれば良いですか?」

👨‍🏫 藤原先生:「命題 $P \Rightarrow Q$ に対して、逆は $Q \Rightarrow P$、対偶は $\neg Q \Rightarrow \neg P$ だよ。ポイントは「対偶は元の命題と真偽が必ず一致する」こと。だから対偶が真なら元も真、偽なら元も偽になるんだ。今回の問題でいえば、(ア)→(ケ)の対偶は(ケ)の否定=(シ)→(ア)の否定=(ク)になるよ。ド・モルガンの法則 $\neg(A \text{ かつ } B) = \neg A \text{ または } \neg B$ を正しく使うのがコツ!」


【この大問で身につく力】
論理的な思考力と、「全称・存在命題の否定」「ド・モルガンの法則」の正確な運用力が身につきます。

論理の問題は「言葉の定義」さえ正確に覚えれば必ず解ける!焦らずに言葉の意味から確認しよう!


大問1 問3:直線・方向ベクトル・角の二等分線(難易度★★★★☆)

【問題文】

座標平面上の2つの直線 $7y - 16x + 2 = 0$ と $17y - 4x - 30 = 0$ をそれぞれ $l$ と $m$ とする。

(1) 直線 $l$ と $m$ の交点を求めよ。

(2) 直線 $l$ と $m$ の長さ1の方向ベクトルを求めよ。

(3) 直線 $l$ と $m$ の交点を通り、$l$ と $m$ のなす角を2等分する2つの直線の方程式を求めよ。


【使う公式・定理】

公式名 内容
連立方程式による交点 2直線の方程式を連立して解く
方向ベクトル 直線 $ax + by + c = 0$ の方向ベクトルは $(b, -a)$
角の二等分線 交点から両直線への距離が等しい点の軌跡
点と直線の距離 $d = \dfrac{|ax_0 + by_0 + c|}{\sqrt{a^2+b^2}}$

【解法ステップ】

ステップ① (1) 交点を求める

$$l: 16x - 7y - 2 = 0 \quad \cdots (1)$$
$$m: 4x - 17y + 30 = 0 \quad \cdots (2)$$

$(1) \times 17 - (2) \times 7$ より:

$$272x - 119y - 34 - (28x - 119y + 210) = 0$$
$$244x - 244 = 0 \quad \Rightarrow \quad x = 1$$

$x=1$ を $(2)$ に代入:

$$4 - 17y + 30 = 0 \quad \Rightarrow \quad 17y = 34 \quad \Rightarrow \quad y = 2$$
$$\boxed{\text{交点:} (1, 2)}$$

ステップ② (2) 方向ベクトルを求める

直線 $ax + by + c = 0$ の方向ベクトルは $(b, -a)$(または $(-b, a)$)。

直線 $l$:$16x - 7y - 2 = 0$ の方向ベクトルは $(-7, -16)$ → 正規化:

$$|\vec{v_l}| = \sqrt{(-7)^2 + (-16)^2} = \sqrt{49 + 256} = \sqrt{305}$$
$$\text{単位方向ベクトル:} \vec{e_l} = \left(\frac{-7}{\sqrt{305}}, \frac{-16}{\sqrt{305}}\right) \text{ または } \left(\frac{7}{\sqrt{305}}, \frac{16}{\sqrt{305}}\right)$$

直線 $m$:$4x - 17y + 30 = 0$ の方向ベクトルは $(-17, -4)$ → 正規化:

$$|\vec{v_m}| = \sqrt{(-17)^2 + (-4)^2} = \sqrt{289 + 16} = \sqrt{305}$$
$$\text{単位方向ベクトル:} \vec{e_m} = \left(\frac{-17}{\sqrt{305}}, \frac{-4}{\sqrt{305}}\right) \text{ または } \left(\frac{17}{\sqrt{305}}, \frac{4}{\sqrt{305}}\right)$$
$$\boxed{\vec{e_l} = \frac{1}{\sqrt{305}}(7, 16),\quad \vec{e_m} = \frac{1}{\sqrt{305}}(17, 4)}$$

ステップ③ (3) 角の二等分線の方程式を求める

角の二等分線上の点 $P(x, y)$ は、直線 $l$ と $m$ からの距離が等しい:

$$\frac{|16x - 7y - 2|}{\sqrt{16^2 + 7^2}} = \frac{|4x - 17y + 30|}{\sqrt{4^2 + 17^2}}$$
$$\frac{|16x - 7y - 2|}{\sqrt{305}} = \frac{|4x - 17y + 30|}{\sqrt{305}}$$
$$|16x - 7y - 2| = |4x - 17y + 30|$$

これは2つの場合に分かれる:

場合1: $16x - 7y - 2 = 4x - 17y + 30$

$$12x + 10y - 32 = 0$$
$$6x + 5y - 16 = 0$$
$$\boxed{6x + 5y - 16 = 0}$$

場合2: $16x - 7y - 2 = -(4x - 17y + 30)$

$$16x - 7y - 2 = -4x + 17y - 30$$

$$20x - 24y + 28 =


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