共通テスト数学IA '25年第2問 

[1] 花子さんと太郎さんは、公園にある二つの小さな噴水と大きな噴水の高さについて話している。

花子:あの中央の噴水の高さは何メートルだろう。
太郎:実際に高さを測定するのは難しそうだね。噴水の水がえがく曲線は、放物線になると聞いたことがあるよ。
花子:じゃあ、放物線と仮定して、およその高さを考えてみよう。

花子さんと太郎さんは、噴水の高さについて次のように考えることにした。
噴水のえがく曲線は三つとも放物線とする。三つの噴水の水が出る位置は水平な地面にある。図
1のように座標軸が定められた平面上に、三つの噴水を正面から見た図をかく。左右の小さな噴水の水がえがく放物線については後の仮定1を、中央の大きな噴水の水がえがく放物線については後の仮定2を設定する。図1は噴水の水が出る位置である。なお、長さの単位はメートルであるが、以下では省略する。

仮定1−−−−−−−−−−−−−−−−−
・左側の小さな噴水の水がえがく放物線は、x軸上の点から出て点に至る。
・右側の小さな噴水の水がえがく放物線は、x軸上の点から出て点に至る。
はともに点を通る。
−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−

仮定2−−−−−−−−−−−−−−−−−
中央の大きな噴水の水がえがく放物線は、
x軸上の点から出ての頂点との頂点を通る。
−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−


(1) 仮定1仮定2のもとで考える。をグラフにもつ2次関数をとする。このときであり、また
である。
の頂点の
y座標はである。このことを用いると、の頂点のy座標はであることがわかる。
したがって、大きな噴水の高さは、小さな噴水の高さのである。

については、最も適当なものを、次ののうちから一つ選べ。
 およそ2倍   およそ3
 およそ
4倍   およそ5

(2) 花子さんと太郎さんは、大きな噴水の高さについて話している。

花子:正面から見たとき、大きな噴水が小さな噴水の頂点を通って見えるというデザインは変えずに、大きな噴水の高さを変えることはできるのかな。
太郎:左右の二つの小さな噴水は変えずに、大きな噴水の水が出る位置を変えてみたらどうかな。
花子:大きな噴水の高さが5メートルになるときの水が出る位置を考えてみよう。

仮定2の代わりに次の仮定2'をおく。

仮定2'−−−−−−−−−−−−−−−
・中央の大きな噴水の水がえがく放物線は、x軸の正の部分の点から出ての頂点との頂点を通る。
の頂点のy座標は5である。
−−−−−−−−−−−−−−−−−−−

仮定1仮定2'のもとで考える。このとき、よりだけの方にある。

の解答群
    

[2] 以下の問題を解答するにあたっては、与えられたデータに対して、次の値を外れ値とする。
−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−
 「
(1四分位数)1.5×(四分位範囲)」以下の値
(3四分位数)1.5×(四分位範囲)」以上の値
−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−

太郎さんは、
47都道府県における外国人宿泊者数と日本人宿泊者数の動向を調べるため、それらに関するデータを分析することにした。外国人宿泊者数を、日本国内に住所を有しない宿泊者数の人数の1年間の合計とし、日本人宿泊者数を、日本国内に住所を有する宿泊者の人数の1年間の合計とする。宿泊者数に関するデータは千の位を四捨五入し、1万人の単位で表したものとし、以下においては単位(万人)を省略して用いることとする。例えば、「4567890人」は「457」とする。
なお、以下の図や表については、国土交通省の
Webページをもとに作成している。

(1)
(i) 1は、47都道府県における令和4年の外国人宿泊者数と日本人宿泊者数の散布図である。なお、散布図には原点を通り、傾きが10の直線(破線)を付加している。また、日本人宿泊者数が1000を超える都道府県の数は12である。

次の(a)(b)は、図1に関する記述である。

(a) 令和4年について、外国人宿泊者数が100を超え、かつ日本人宿泊者数が2500を超える都道府県の数は2である。
(b) 令和4年について、日本人宿泊者数が外国人宿泊者数の10倍未満である都道府県の割合は50%未満である。

(a)(b)の正誤の組み合わせとして正しいものはである。

の解答群
 
(a) 正  正  誤  誤 
(b) 正  誤  正  誤 

(ii) 47都道府県における令和4年の外国人宿泊者数を分析した結果、外れ値となる都道府県の数は8であった。
一方、表147都道府県における令和4年の日本人宿泊者数を、値の小さい順に並べ、その順に都道府県P1P2,・・・,P47としたものである。この中で、外国人宿泊者数で外れ値となる都道府県(P37P40P42P43P44P45P46P47)に印*を付けている。

 表
1 47都道府県における令和4年の日本人宿泊者数
都道府県日本人宿泊者数
都道府県日本人宿泊者数
都道府県日本人宿泊者数
都道府県日本人宿泊者数
P1182
P13373
P25620
P37*1339
P2187
P14388
P26625
P381399
P3197
P15395
P27646
P391547
P4204
P16401
P28670
P40*1765
P5255
P17405
P29683
P411814
P6270
P18452
P30705
P42*1970
P7276
P19458
P31831
P43*2158
P8286
P20501
P32832
P44*2195
P9303
P21522
P33839
P45*2831
P10321
P22537
P34876
P46*2839
P11328
P23605
P35925
P47*5226
P12351
P24613
P361251
  


1のデータにおいて、四分位範囲はとなることから、令和4年の外国人宿泊者数と日本人宿泊者数の両方で外れ値となる都道府県の数はである。

の解答群
 320   450   597   638   900   966   1253   1261   1603   1864

(2) 47都道府県におけるある都市の外国人宿泊者数をx,日本人宿泊者数をyとし、xyの値の組を、それぞれ
,・・・,
と表す。xyの平均値をそれぞれとし、xyの分散をそれぞれとする。また、xyの共分散をとする。
47都道府県それぞれにおける外国人宿泊者数と日本人宿泊者数を足し合わせた合計宿泊者数をzとし、その値を
 ()
と表す。例えば、のときはである。
zの平均値をとするとき
 
である。このことに着目すると、zの分散をとするとき、となる。
また、令和
4年のxyの間には正の相関があることが図1からわかる。このことから、令和4年について、の関係として、後ののうち、正しいものはであることがわかる。

の解答群
             

の解答群
 
 
 

(3) 太郎さんが住む地域では、その地域に宿泊を促すためのキャンペーンとして、キャンペーンABが実施されている。
太郎さんは、キャンペーンAの方がよいと思っている人が多いといううわさを聞いた。このうわさのとおり、キャンペーンAの方がよいと思っている人が多いといえるかどうか確かめることにした。そこで、かたよりなく選んだ人たちに、キャンペーンABののどちらがよいかについて、二択のアンケートを行ったところ、アンケートに回答した35人のうち、23人が「キャンペーンAの方がよい」と答えた。この結果から、一般にキャンペーンAの方がよいとと思っている人が多いといえるかどうかを、次の方針で考えることにした。

方針−−−−−−−−−−−−−−−−−
"「キャンペーンAの方がよい」と回答する割合と「キャンペーンBの方がよい」と回答する割合は等しい"という仮説を立てる。
・この仮説のもとで、かたよりなく選ばれた35人のうち23人以上が「キャンペーンAの方がよい」と回答する確率が5%未満であれば、その仮説は誤っていると判断し、5%以上であればその仮説は誤っているとは判断しない。
−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−

後の実験結果は、
35枚の硬貨を投げる実験を1000回行ったとき、表が出た枚数ごとの回数の割合を示したものである。

実験結果 
表の枚数()01234567891011
割合(%)0.00.00.00.00.00.00.00.00.10.10.81.3
表の枚数()121314151617181920212223
割合(%)2.24.56.99.512.313.012.911.29.67.24.12.4
表の枚数()242526272829303132333435
割合(%)0.90.50.40.00.10.00.00.00.00.00.00.0


実験結果を用いると、35枚の硬貨のうち23枚以上が表となった割合は、%である。これを、35人のうち23人以上が「キャンペーンAの方がよい」と回答する確率とみなし、方針に従うと、"「キャンペーンAの方がよい」と回答する割合と「キャンペーンBの方がよい」と回答する割合は等しい"という仮説は。したがって、今回のアンケート結果からは、キャンペーンAの方がよいと思っている人が

については、最も適当なものを、次のそれぞれの解答群から一つずつ選べ。
の解答群
 誤っていると判断する
 誤っているとは判断しない

の解答群
 多いといえる
 多いとはいえない


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解答 [1][2]とも凡ミス・錯覚だけが怖い問題です。

[1](1) をグラフに持つ2次関数 ・・・@ とおくと、を通るので、

より,ア 1 ......[]
また、においてとなるので、@は、
とおけて、より、,イ 4 ウ 5 ......[]
8 オ 5 ......[]
より、の頂点のy座標は,カ 9 キ 5 ......[]
y軸対称で、を通るので、をグラフに持つ2次関数は、
 ・・・A
とおけます。の頂点を通るので、
 ∴
よって、Aは、
したがって、の頂点のy座標はです。クケ 81 コサ 25 ......[]
なので、大きな噴水の高さは、小さな噴水の高さのおよそ2倍です。シ 0 ......[]

(2) の頂点を通るのでy軸対称である点は変わりません。x座標をd ()とすると、は、を通り、をグラフに持つ2次関数は、
とおけます。の頂点の頂点を通るので、
 ・・・B
の頂点のy座標は5なので、
 ・・・C
これをBに代入すると、
 ∴
Cより、
 ∴ ()
は、よりだけの方にある点です。ス 1 セ 4 ソ 0 ......[]

[2] ここで言っている「外れ値」というのは、中央値30,第1四分位数27,第3四分位数35となっているのであれば、四分位範囲は8でその1.5倍は12であり、15以下もしくは47以上の値が外れ値です。

(1)(i) 日本人宿泊者数が外国人宿泊数の10倍未満になるのは、散布図のプロットが破線の下側にある場合で、右の方に飛び出している1つだけです。その割合は50%未満です。従って(b)は正です。外国人宿泊者数が100を超え、かつ日本人宿泊者数が2500を超えるのは、外国人宿泊者数が210くらいのプロットと、右の方に飛び出しているプロットの2つだけです。従って(a)も正です。タ 0 ......[]

(ii) 1を見ると、中央値はP24613です。第1四分位数はP12351,第3四分位数はP361251です。四分位範囲は,チ 4 ......[]
外れ値となるのは、より、以下、あるいは、以上の値です。よって、外れ値となるのは、P45P46P47で、いずれも外国人宿泊者数においても外れ値です。ツ 3 ......[]

(2) として、です。
()として、z分散は、



です。テ 4 ......[]
x
yの間には正の相関があるので、です。よって、
0 ......[]

(3) 硬貨投げで表の出る確率と裏の出る確率は等しいと考えます。実験結果を見ると、表が23枚以上になった割合を加えると、
4 ニ 3 ......[]
硬貨投げで表の出る確率と裏が出る確率が等しいなら、表が23枚以上になる確率は4.3%しかない(5%未満なのでほとんどあり得ない)ということです。もし、Aをよいとする人とBをよいとする人が同じ割合だとすると、35人中23人がAだとする確率も5%未満で非常に少ないということです(二項分布を参照)。つまり、"35人のうち23人以上が「キャンペーンAの方がよい」と回答する確率が5%未満"なので、「キャンペーンAの方がよい」と回答する割合と「キャンペーンBの方がよい」と回答する割合は等しい"という仮説は誤りということになります。つまり、キャンペーンAの方が良いと思っている人が多いと言えます。
0 ネ 0 ......[]


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