大学入学共通テスト(数学) 過去問
令和4年度(2022年度)追・再試験
問9 (数学Ⅰ・数学A(第1問) 問9)
問題文
以下の問題を解答するにあたっては、必要に応じて 三角比の表(リンク) を用いてもよい。
火災時に、ビルの高層階に取り残された人を救出する際、はしご車を使用することがある。
図1のはしご車で考える。はしごの先端をA、はしごの支点をBとする。はしごの角度(はしごと水平面のなす角の大きさ)は75°まで大きくすることができ、はしごの長さABは35mまで伸ばすことができる。また、はしごの支点Bは地面から2mの高さにあるとする。
以下、はしごの長さABは35mに固定して考える。また、はしごは太さを無視して線分とみなし、はしご車は水平な地面上にあるものとする。
(2)図1のはしごは、図2のように、点Cで、ACが鉛直方向になるまで下向きに屈折させることができる。ACの長さは10mである。
図3のように、あるビルにおいて、地面から26mの高さにある位置を点Pとする。
障害物のフェンスや木があるため、はしご車をBQの長さが18mとなる場所にとめる。ここで、点Qは、点Pの真下で、点Bと同じ高さにある位置である。
このとき、はしごの先端Aが点Pに届くかどうかは、障害物の高さや、はしご車と障害物の距離によって決まる。
そこで、このことについて、後の(ⅰ)のように考える。
ただし、はしご車、障害物、ビルは同じ水平な地面上にあり、点A、B、C、P、Qはすべて同一平面上にあるものとする。
(ⅰ)はしごを点Cで屈折させ、はしごの先端Aが点Pに一致したとすると、∠QBCの大きさはおよそ( ス )°になる。

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問題
大学入学共通テスト(数学)試験 令和4年度(2022年度)追・再試験 問9(数学Ⅰ・数学A(第1問) 問9) (訂正依頼・報告はこちら)
以下の問題を解答するにあたっては、必要に応じて 三角比の表(リンク) を用いてもよい。
火災時に、ビルの高層階に取り残された人を救出する際、はしご車を使用することがある。
図1のはしご車で考える。はしごの先端をA、はしごの支点をBとする。はしごの角度(はしごと水平面のなす角の大きさ)は75°まで大きくすることができ、はしごの長さABは35mまで伸ばすことができる。また、はしごの支点Bは地面から2mの高さにあるとする。
以下、はしごの長さABは35mに固定して考える。また、はしごは太さを無視して線分とみなし、はしご車は水平な地面上にあるものとする。
(2)図1のはしごは、図2のように、点Cで、ACが鉛直方向になるまで下向きに屈折させることができる。ACの長さは10mである。
図3のように、あるビルにおいて、地面から26mの高さにある位置を点Pとする。
障害物のフェンスや木があるため、はしご車をBQの長さが18mとなる場所にとめる。ここで、点Qは、点Pの真下で、点Bと同じ高さにある位置である。
このとき、はしごの先端Aが点Pに届くかどうかは、障害物の高さや、はしご車と障害物の距離によって決まる。
そこで、このことについて、後の(ⅰ)のように考える。
ただし、はしご車、障害物、ビルは同じ水平な地面上にあり、点A、B、C、P、Qはすべて同一平面上にあるものとする。
(ⅰ)はしごを点Cで屈折させ、はしごの先端Aが点Pに一致したとすると、∠QBCの大きさはおよそ( ス )°になる。

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この過去問の解説 (1件)
01
まず問題文を図にしてみます。はしごが地面から2mのところにあるので、AQ=24mであることに注意してください。
方針としては、cosαとcosβから三角関数表を用いてαとβを求め、それらの和(α+β)の大きさを計算します。
まず△ABQは直角三角形で、cosα=18/30=3/5=0.6(三角関数表)より、およそα=53°です。
次に△ABCですが、余弦定理より、
102=252+303−2×25×30×cosβ
これを計算して、cosβ=0.95なので、およそβ=18°
よってαとβのだいたいの大きさがもとまったので、これらを足すと、
53+18=71
よりおよそ∠QBC=71°となります。
およそ、∠QBC=71°なので誤りです。
およそ、∠QBC=71°なので誤りです。
およそ、∠QBC=71°なので誤りです。
およそ、∠QBC=71°なので誤りです。
およそ、∠QBC=71°なので誤りです。
およそ、∠QBC=71°なので正解です。
およそ、∠QBC=71°なので誤りです。
角度を求めるときは、cosやsinに注目して求めることが多いです。
計算可能なαとβに四角形ACBQを分割するのが難しい問題です。
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