山梨大学 2014年度 数学 過去問解説|藤原進之介先生と一緒に完全攻略!

山梨大学 2014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:この記事を読めば山梨大学の数学が見えてくる!

山梨大学 2014年度 数学 過去問解説へようこそ!数強塾・日本数学塾代表の藤原進之介です。この記事では、2014年度(平成26年度)山梨大学の入試数学を、基礎の考え方から丁寧に・完全に解説していきます。

この記事で得られる3つの価値はこちらです:

  • 2014年度の全大問を、途中計算まで省略なしで完全解説
  • 山梨大学数学の出題傾向・頻出テーマが一発で分かる
  • 合格に必要な参考書ルートと学習ロードマップが手に入る

👨‍🏫 藤原先生より: 山梨大学の数学は「基礎の理解が合否を決める」典型的な入試です。難問奇問は少ないからこそ、しっかり理解した人が正確に得点できる。逆に言えば、丸暗記で乗り切ろうとすると、ちょっとひねられた問題でガタガタと崩れてしまう。さあ、一緒に本質から学んでいこう!


【セクション2】山梨大学の数学:入試の全体像

試験形式・基本情報

山梨大学の数学入試は、受験する学部によって試験の範囲・形式が異なります。

項目 教育人間科学部・生命環境学部(文理系) 工学部・生命環境学部(理系)
試験科目 数学Ⅰ・A・Ⅱ・B 数学Ⅰ・A・Ⅱ・B・Ⅲ
大問数 3問程度 3問程度
解答形式 記述式 記述式
難易度 標準レベル 標準〜やや難

記述式であることは非常に重要です。答えだけ書いても点数は最大限もらえません。途中の考え方・計算過程を丁寧に書くことが合格の鍵です。

偏差値帯と求められる数学レベル

山梨大学の偏差値は学部によって異なりますが、おおむね偏差値50〜55程度です。求められる数学レベルは「高校数学の基礎〜標準をしっかり身につけた上で、問題に応用できる力」です。

東大・京大のように論証の精緻さが最重要視されるわけではなく、難問を解くための特殊な思考法も必要ありません。その分、基礎・標準レベルの問題で確実に得点を積み上げることが合格の鉄則です。

過去の出題傾向まとめ(頻出単元ランキング)

過去の出題を分析すると、以下の単元が繰り返し出題されています:

順位 頻出単元 具体的な内容
1位 積分(面積・体積) 2曲線で囲まれた領域の面積
2位 微分・極値 増減表・最大最小
3位 数列・漸化式 等差・等比・隣接3項間
4位 指数・対数 指数方程式・対数の計算・大小比較
5位 ベクトル(空間) 空間の平面・直線・位置ベクトル
6位 確率 条件付き確率・反復試行
7位 関数の解析 グラフの凹凸・変曲点・漸近線

特に積分と数列は頻出中の頻出です。この2単元を制した人が山梨大学の数学を制すると言っても過言ではありません。

他大学との違い・特徴

たとえば東大や京大は「論述の厳密さ」「思考の独創性」が求められます。一方、山梨大学は「標準的な解法をきちんと使いこなせるか」が問われる試験です。横浜国立大や静岡大学と近いレベル感で、青チャートやフォーカスゴールドの例題・練習問題が完璧に解けるなら、十分に対応できます。


🧑 生徒:「山梨大学の数学は、どの単元から優先的に勉強すればいいですか?」

👨‍🏫 藤原先生:「まず最優先は積分(定積分・面積計算)数列・漸化式だよ。特に面積の問題では、2つの曲線の交点を求めてから $\int_{\alpha}^{\beta} |f(x) - g(x)|\,dx$ を計算する流れが定番中の定番。次に微分・増減表、そして指数・対数の順で固めていこう。青チャートで各単元の例題を完璧に仕上げてから、過去問演習に入るのがベストな流れだよ!」

基礎を丁寧に積み上げれば、必ず得点できる大学です。焦らず一歩ずつ進もう!


【セクション3】2014年度 出題テーマ速報と分析

2014年度(平成26年度)出題テーマ一覧

大問1(教育人間科学部・生命環境学部)

小問 テーマ 難易度
(1) 指数関数・大気圧の応用問題 ★★☆☆☆
(2) 二次関数・売上利益の最大化 ★★☆☆☆
(3) 対数の大小比較 ★★☆☆☆
(4) 空間ベクトル・平面上の点 ★★★☆☆

大問2(教育人間科学部・生命環境学部)

小問 テーマ 難易度
(1) 2曲線の交点(3次関数) ★★★☆☆
(2) 定積分・面積計算 ★★★★☆
(3) 面積の最大値(微分) ★★★★☆

大問3(教育人間科学部・生命環境学部)

小問 テーマ 難易度
(1) 漸化式による整式の計算 ★★☆☆☆
(2) 漸化式 $x=1$ を代入・等比数列 ★★★☆☆
(3) 漸化式 $x=0$ を代入・周期数列 ★★★☆☆
(4) 漸化式 $x=2$ を代入・隣接3項間 ★★★★☆

大問1(工学部・生命環境学部)

小問 テーマ 難易度
(1) 合成関数の微分($e^{1+\sin^2 x}$) ★★★☆☆
(2) 漸化式・一般項(隣接3項間) ★★★☆☆
(3) 関数の解析・グラフ概形 ★★★★☆

大問2(工学部・生命環境学部)

小問 テーマ 難易度
行列の性質・固有値 ★★★★☆

大問3(工学部・生命環境学部)

小問 テーマ 難易度
(1)〜(3) 接線と角度・tan の最大値 ★★★★☆

合格ラインと得点戦略

山梨大学の合格ラインは学部・学科によりますが、数学では60〜70点台を確保することが目標です。大問1(小問集合)で確実に得点し、大問2・3は部分点を丁寧に積み上げる戦略が有効です。特に大問1の(1)(2)(3)は完答を目指しましょう。

2014年度は全体的に標準〜やや難のバランスで、昨年度から大きな傾向変化はありません。積分と漸化式が中心という傾向は例年通りです。


【セクション4】全大問 問題・解説


大問1(教育人間科学部・生命環境学部):小問集合(難易度★★★☆☆)


大問1(1):指数関数・大気圧の応用問題(難易度★★☆☆☆)

【問題文】

標高376mの地点から富士山に登り始めた。この日の大気圧は、高度が850m上昇するごとに10%ずつ減少していた。登り始めた地点の大気圧は990hPaであった。この日の富士山の山頂(標高3776m)の大気圧は何hPaか。小数第1位を四捨五入して答えよ。

【使う公式・定理】

公式名 内容
指数関数の性質 $y = a^x$($a > 0, a \neq 1$)は単調増加・減少
大気圧の変化 高度が $h$ m上昇するごとに $r$ 倍になる:$P = P_0 \cdot r^{h/\Delta h}$

【解法ステップ】

ステップ① 高度差を計算する。

登り始めた標高は376m、山頂は3776mなので、高度差は:

$$3776 - 376 = 3400 \text{ (m)}$$

ステップ② 850m上昇するごとに10%減少するので、倍率は $\frac{9}{10}$ 。高度差3400mは850mの何倍か計算する:

$$\frac{3400}{850} = 4 \text{ (回分)}$$

ステップ③ 山頂の大気圧 $x$ を求める:

$$x = 990 \times \left(\frac{9}{10}\right)^4$$

ステップ④ 計算する:

$$\left(\frac{9}{10}\right)^4 = \frac{9^4}{10^4} = \frac{6561}{10000} = 0.6561$$
$$x = 990 \times 0.6561 = 649.539\ldots$$

ステップ⑤ 小数第1位を四捨五入する:

$$\boxed{x \approx 650 \text{ (hPa)}}$$

【藤原先生の解説】

この問題のポイントは、「文章問題を数式に翻訳する力」です。「850m上昇するごとに10%減少」という文章を $\times \frac{9}{10}$ という操作に置き換える。これって料理のレシピみたいなものです。「大さじ1ずつ追加するごとに塩味が10%薄まる」と言われたら、4回追加したら $\left(\frac{9}{10}\right)^4$ 倍になると分かりますよね。数学の文章問題も同じです。日常の言葉を数式に変換することが最初のステップですよ!


🧑 生徒:「850mで1回分の計算として、4乗するのはなぜですか?」

👨‍🏫 藤原先生:「それは等比数列の一般項の考え方を使っているからだよ。高度が850m上がるたびに大気圧は $\frac{9}{10}$ 倍になる。高度差3400mは $850 \times 4$ だから、合計4回 $\frac{9}{10}$ を掛けることになる。公式で書くと、$P = P_0 \times r^n$($r$ は公比、$n$ は回数)だね。今回は $P = 990 \times \left(\frac{9}{10}\right)^4 = 649.5\ldots$ となって、四捨五入して650hPaが答えだよ!」

指数関数の応用問題は「何が公比で、何回掛けるか」を正確に読み取ることが全てです。一歩ずつ丁寧に!


大問1(2):二次関数・売上利益の最大化(難易度★★☆☆☆)

【問題文】

原価200円、定価350円の商品Aの1日の売り上げ個数を $N$ とする。売り値が定価のとき $N = 35$ であり、定価から原価まで売り値を10円下げるごとに $N$ は5ずつ増える。売り値は定価を超えず、原価も下回らないとする。この店での1日の売り上げ全体の利益を最大にする売り値と、そのときの $N$ を求めよ。

【使う公式・定理】

公式名 内容
利益の計算 利益 $= (売り値 - 原価) \times 個数$
二次関数の最大・最小 平方完成:$-(x - p)^2 + q$ の形で頂点を求める

【解法ステップ】

ステップ① 売り値を $x$ 円($200 \leq x \leq 350$)とおく。

売り値を10円下げるごとに $N$ は5増えるから、$N$ は $x$ の一次関数:

$$N = -\frac{1}{2}x + K$$

ステップ② 条件 $(x, N) = (350, 35)$ を代入して $K$ を求める:

$$35 = -\frac{1}{2} \times 350 + K \implies 35 = -175 + K \implies K = 210$$

よって:

$$N = -\frac{1}{2}x + 210$$

ステップ③ 1日の売り上げ全体の利益 $M$ を求める:

$$M = (x - 200) \times N = (x - 200)\left(-\frac{1}{2}x + 210\right)$$

ステップ④ 展開して整理する:

$$M = -\frac{1}{2}x^2 + 210x + 100x - 42000 = -\frac{1}{2}x^2 + 310x - 42000$$

ステップ⑤ 平方完成する:

$$M = -\frac{1}{2}(x^2 - 620x) - 42000 = -\frac{1}{2}(x - 310)^2 + \frac{1}{2} \times 310^2 - 42000$$
$$= -\frac{1}{2}(x - 310)^2 + 48050 - 42000 = -\frac{1}{2}(x - 310)^2 + 6050$$

ステップ⑥ $x = 310$ のとき $M$ は最大。制約 $200 \leq 310 \leq 350$ を確認してOK。

このときの $N$:

$$N = -\frac{310}{2} + 210 = -155 + 210 = 55$$
$$\boxed{\text{売り値:310円、} N = 55}$$

【藤原先生の解説】

この問題は「利益を最大にする」という経済学の基本問題と同じ構造です。スポーツで例えると、バスケットボールの「何本のシュートを打てば最も多く得点できるか」という問題に似ています。打てば打つほど成功率は下がる(値段を下げると単価が下がる)が、打数は増える(個数が増える)。その最適なバランスを見つけるのが二次関数の最大値問題です。平方完成で頂点を求めるという基本操作が使えるかどうかが問われています。

【この大問で身につく力】

文章問題を数式に置き換える翻訳力と、二次関数の最大・最小を求める平方完成の計算力が鍛えられます。


大問1(3):対数の大小比較(難易度★★☆☆☆)

【問題文】

$\log_4 7$、$\log_2 3$、$\log_8 28$ を小さい順に並べよ。

【使う公式・定理】

公式名 内容
底の変換公式 $\log_a b = \frac{\log_c b}{\log_c a}$
対数の性質 $\log_a b < \log_a c \Leftrightarrow b < c$($a > 1$ のとき)

【解法ステップ】

ステップ① すべての底を2に統一する。

$\log_4 7$ を変換:

$$\log_4 7 = \frac{\log_2 7}{\log_2 4} = \frac{\log_2 7}{2} = \log_2 \sqrt{7}$$

ステップ② $\log_8 28$ を変換:

$$\log_8 28 = \frac{\log_2 28}{\log_2 8} = \frac{\log_2 28}{3} = \log_2 28^{1/3} = \log_2 \sqrt[3]{28}$$

ステップ③ 3つを比較する:

$$\log_2 \sqrt{7}, \quad \log_2 3, \quad \log_2 \sqrt[3]{28}$$

底が2($>1$)なので、真数の大小が対数の大小と一致する。

ステップ④ 真数を比較(6乗して比較すると楽):

  • $(\sqrt{7})^6 = 7^3 = 343$
  • $3^6 = 729$
  • $(\sqrt[3]{28})^6 = 28^2 = 784$

よって $343 < 729 < 784$、つまり $\sqrt{7} < 3 < \sqrt[3]{28}$

ステップ⑤ 対数の大小:

$$\boxed{\log_4 7 < \log_2 3 < \log_8 28}$$

【藤原先生の解説】

対数の大小比較は「底を揃えてから真数で比べる」が鉄則です。底が違うまま比べようとすると混乱します。底の変換公式を使って全部 $\log_2$ に揃えてしまえば、あとは数の大小比較だけ。真数の比較で分数乗が出てきたときは、「同じ指数乗してから比べる」という技が使えます。これはスポーツで言えば、単位を揃えてから比較するようなもの。メートルとキロメートルが混ざったまま「どっちが長い?」と聞かれても困りますよね?


大問1(4):空間ベクトル・平面上の点(難易度★★★☆☆)

【問題文】

空間の3点 $\text{A}(1,1,1)$、$\text{B}(0,2,3)$、$\text{C}(-1,0,0)$ の定める平面を $\alpha$ とする。点 $\text{P}(2,3,z)$ が平面 $\alpha$ の上にあるとき、$z$ の値を求めよ。

【使う公式・定理】

公式名 内容
平面のベクトル表示 $\vec{AP} = s\vec{AB} + t\vec{AC}$($s,t$ は実数)
連立方程式 3成分の方程式を連立して解く

【解法ステップ】

ステップ① 各ベクトルを計算する:

$$\vec{AB} = B - A = (0-1, 2-1, 3-1) = (-1, 1, 2)$$
$$\vec{AC} = C - A = (-1-1, 0-1, 0-1) = (-2, -1, -1)$$
$$\vec{AP} = P - A = (2-1, 3-1, z-1) = (1, 2, z-1)$$

ステップ② 点 $\text{P}$ が平面 $\alpha$ 上にある条件:

$$\vec{AP} = s\vec{AB} + t\vec{AC}$$

成分で書くと:

$$\begin{pmatrix} 1 \\ 2 \\ z-1 \end{pmatrix} = s\begin{pmatrix} -1 \\ 1 \\ 2 \end{pmatrix} + t\begin{pmatrix} -2 \\ -1 \\ -1 \end{pmatrix}$$

ステップ③ 連立方程式を立てる:

$$\begin{cases} -s - 2t = 1 \quad \cdots (i) \\ s - t = 2 \quad \cdots (ii) \\ 2s - t = z - 1 \quad \cdots (iii) \end{cases}$$

ステップ④ $(i) + (ii)$ より:

$$-3t = 3 \implies t = -1$$

$(ii)$ に代入:

$$s - (-1) = 2 \implies s = 1$$

ステップ⑤ $(iii)$ に代入して $z$ を求める:

$$2(1) - (-1) = z - 1 \implies 3 = z - 1 \implies z = 4$$
$$\boxed{z = 4}$$

【藤原先生の解説】

「3点の定める平面上に点がある」という条件は、ベクトルの一次結合で表せるという意味です。平面上のどんな点も、2つの独立なベクトル $\vec{AB}$ と $\vec{AC}$ の組み合わせで表せる。これを成分表示に直すと、連立方程式になります。3変数($s, t, z$)に対して方程式が3本あるので、きちんと解けます。空間ベクトルの問題は怖くない!「成分で書いて連立方程式を解く」という流れを覚えておこう!

【この大問で身につく力】

空間ベクトルの概念理解と連立方程式の処理能力が鍛えられます。


大問2(教育人間科学部):積分・面積の最大値(難易度★★★★☆)


【問題文】

$a$ は定数で $0 \leq a \leq 1$ とする。3次関数 $f(x) = (x+1)x(x-a)$ および $g(x) = f(x-1)$ を考える。

(1) 2曲線 $y = f(x)$ と $y = g(x)$ のすべての交点の $x$ 座標を求めよ。

(2) 2曲線 $y = f(x)$ と $y = g(x)$ で囲まれた部分 $A$ の面積 $S(a)$、および $A$ の $x \leq a$ を満たす部分の面積 $S_1(a)$ を求めよ。

(3) (2) の $A$ で $x \geq a$ を満たす部分の面積を $S_2(a)$ とする。$S_2(a)$ が最大となるときの $a$ の値とその最大値を求めよ。

【使う公式・定理】

公式名 内容
面積の公式 $\int_{\alpha}^{\beta} \|f(x) - g(x)\|\,dx$
$\frac{1}{6}$ 公式 $\int_{\alpha}^{\beta} (x-\alpha)(x-\beta)\,dx = -\frac{1}{6}(\beta - \alpha)^3$
定積分の計算 多項式の不定積分 → 区間で評価

大問2(1):交点の $x$ 座標

【解法ステップ】

ステップ① $g(x) = f(x-1)$ を具体的に計算する:

$$g(x) = f(x-1) = (x-1+1)(x-1)(x-1-a) = x(x-1)(x-1-a)$$

ステップ② $f(x) = g(x)$ を解く:

$$f(x) - g(x) = 0$$
$$(x+1)x(x-a) - x(x-1)(x-1-a) = 0$$
$$x\left[(x+1)(x-a) - (x-1)(x-1-a)\right] = 0$$

ステップ③ 括弧の中を展開して整理する:

$$(x+1)(x-a) = x^2 - ax + x - a = x^2 + (1-a)x - a$$
$$(x-1)(x-1-a) = x^2 - (2+a)x + (1+a)$$

差を計算:

$$x^2 + (1-a)x - a - \left[x^2 - (2+a)x + (1+a)\right]$$
$$= (1-a+2+a)x - a - 1 - a = 3x - 2a - 1$$

ステップ④ よって:

$$x(3x - 2a - 1) = 0$$
$$\boxed{x = 0 \quad \text{または} \quad x = \frac{2a+1}{3}}$$

🧑 生徒:「$f(x) = g(x)$ を解くとき、どうやって整理すれば迷わないですか?」

👨‍🏫 藤原先生:「コツはまず共通因数を括り出すことだよ! $f(x) - g(x)$ を計算すると $x$ が共通因数として現れる。$x \cdot [\text{(残り)}] = 0$ という形にしてしまえば、残りの


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