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18 (数学Ⅰ・数学A(第2問) 問1)
問題文
aを5<a<10を満たす実数とする。長方形ABCDを考え、AB=CD=5、BC=DA=aとする。
次のようにして、長方形ABCDの辺上に4点P、Q、R、Sをとり、内部に点Tをとることを考える。
辺AB上に点Bと異なる点Pをとる。辺BC上に点Qを∠BPQが45°になるようにとる。Qを通り、直線PQと垂直に交わる直線をlとする。lが頂点C、D以外の点で辺CDと交わるとき、lと辺CDの交点をRとする。
点Rを通りlと垂直に交わる直線をmとする。mと辺ADとの交点をSとする。点Sを通りmと垂直に交わる直線をnとする。nと直線PQとの交点をTとする。
(1)a=6のとき、lが頂点C、D以外の点で辺CDと交わるときのAPの値の範囲は0≦AP<( ア )である。
このとき、四角形QRSTの面積の最大値は( イウ )/( エ )である。
a=8のとき、四角形QRSTの面積の最大値は( オカ )である。

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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18(数学Ⅰ・数学A(第2問) 問1) (訂正依頼・報告はこちら)
aを5<a<10を満たす実数とする。長方形ABCDを考え、AB=CD=5、BC=DA=aとする。
次のようにして、長方形ABCDの辺上に4点P、Q、R、Sをとり、内部に点Tをとることを考える。
辺AB上に点Bと異なる点Pをとる。辺BC上に点Qを∠BPQが45°になるようにとる。Qを通り、直線PQと垂直に交わる直線をlとする。lが頂点C、D以外の点で辺CDと交わるとき、lと辺CDの交点をRとする。
点Rを通りlと垂直に交わる直線をmとする。mと辺ADとの交点をSとする。点Sを通りmと垂直に交わる直線をnとする。nと直線PQとの交点をTとする。
(1)a=6のとき、lが頂点C、D以外の点で辺CDと交わるときのAPの値の範囲は0≦AP<( ア )である。
このとき、四角形QRSTの面積の最大値は( イウ )/( エ )である。
a=8のとき、四角形QRSTの面積の最大値は( オカ )である。

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この過去問の解説 (1件)
01
まず図を書いて点Pを動かして実験していきましょう。
下の2つの図を見ると、Pを下に動かしていくにつれて、RがDに近づいていっているのがわかります。
(ア)ではRに近づける最大のAPの長さを求めれば良いです。つまり、RとDが一致するときのAPの長さを求めます。
AP=xとすると、
PB =5-x
PB=PQより、
BQ=5-x
BC=6より、
QC=BC-BQ=6-(5-x)=1+x
QC=CRより、
CR=1+x
CD=5より
RD=5-(1+x)=4-x
ここでRとDが一致するとき、RD=0より、
4-x=0
つまり、
x=4
となります。
よって、0≦AP<4が求める条件です。
0≦AP<4より誤りです。
0≦AP<4より正解です。
0≦AP<4より誤りです。
0≦AP<4より誤りです。
このような図形の問題は点を積極的にうごかして実験する事がとても重要です。
この問題では、点Pを下に下げすぎると、点RがいつかADに到達してしまう事に気づく必要がありました。
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