大学入学共通テスト(数学) 過去問
令和6年度(2024年度)追・試験
問12 (数学Ⅰ・数学A(第1問) 問12)

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問題

大学入学共通テスト(数学)試験 令和6年度(2024年度)追・試験 問12(数学Ⅰ・数学A(第1問) 問12) (訂正依頼・報告はこちら)

三角形に関連する量と三角形の合同条件について考察する。

(1)ΔABCにおいて、BC=4であり、ΔABCの外接円の半径は4√3/3であるとする。このとき、∠BACの大きさについて二つの場合を考えることができ、そのうちの小さい方は( テ )であり、大きい方は( ト )である。さらに、ΔABCの面積は3√3/4であるとする。このとき、
AB・AC=( ナ )である。
∠BAC=( テ )のとき、余弦定理よりAB2+AC2=( ニヌ )なので
(AB+AC)2=( ネノ )である。よって、AC=( ハ )—ABより
AB=([ ヒ ]±√[ フヘ ])/2
である。
また、∠BAC=( ト )のとき、同様に考えるとAB=(√19±√7)/2であることがわかる。

( ネノ )、( ハ )にあてはまるものを1つ選べ。
  • ネノ:25  ハ:5
  • ネノ:36  ハ:6
  • ネノ:49  ハ:7
  • ネノ:64  ハ:8

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この過去問の解説 (1件)

01

解答 ネノ:25 ハ:5

 

解説

前問より、ナに当てはまるのは3、つまり「AB・AC=3」でした。

また、ニヌに当てはまるのは19、つまり「AB2+AC2=19」でした。

 

これらを用いて計算すると、

(AB+AC)2

=AB2+2・AB・AC+AC2

=(AB2+AC2)+2・AB・AC

=19+2・3=25 (これがネノの答え)

となり、

(AB+AC)2=52

という式を得ます。AB+AC>0に注意して

AB+AC=5

変形して

AC=5-AB (これがハの答え)

となります。

 

答えをまとめると、「ネノ:25 ハ:5」となります。

 

補足

テ:60° ナ:3 ニヌ:19 です。

以下はテ・ナ・ニ・ヌの解説です(前問の解説より引用)。

 

解答 テ:60° (小さい方を解答)

 

解説

正弦定理を用いる問題です。

 

ΔABCの外接円の半径をRとおくと、正弦定理より

BC/(sin ∠BAC) = 2R

つまり

sin ∠BAC = BC/2R 

であり、これにBC=4とR=4√3/3を代入して

sin ∠BAC = 4/(8√3/3) = 12/(8√3) = 12√3/24 = √3/2

 

sin ∠BAC = √3/2 となるのは ∠BAC = 60°、120°

 

この問題では小さい方を答えるので、答えは「テ:60°」です。

 

解答 ナ:3

 

解説

三角比を用いた三角形の面積公式を扱う問題です。

 

三角形ABCの面積をSとすると、公式より

 

S=(1/2)AB・AC・sin∠BAC

つまり

AB・AC=2S/(sin∠BAC)

 

であり、問題文よりS=3√3/4、

前問の解答よりsin∠BAC=√3/2であるから、

 

AB・AC

=2S/(sin∠BAC)

=(3√3/2)/(√3/2)

=(3√3/2)・(2/√3)

=3

 

よって答えは「ナ:3」となります。

 

解答 ニヌ:19

 

解説

テに当てはまるのは「60°」、ナに当てはまるのは「3」でした。

つまり、∠BAC=60°(ひいてはcos∠BAC=1/2)、AB・AC=3として以下考えます。

 

余弦定理より

BC2=AB2+AC2-2・AB・AC・cos∠BAC

変形して

AB2+AC2=BC2+2・AB・AC・cos∠BAC

 

これにBC=4、AB・AC=3、cos∠BAC=1/2を代入して

AB2+AC2=42+2・3・(1/2)=16+3=19

 

よって答えは「ニヌ:19」となります。

 

 

 

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