共通テスト数学IIBC '26年第3問 

(1) kを実数とし、3次関数を考える。
(i) である。
のとき、は極大値をとる。
のとき、は極小値をとる。

の解答群
    
    
    

の解答群(同じものを繰り返し選んでもよい。)
 0   1   2     
 k            

(ii) のグラフを概形は
のとき
のとき
である。

については、最も適当なものを、右ののうちから一つずつ選べ。ただし、同じものを繰り返し選んでもよい。

(iii) (i)で求めたのうち、小さい方の数をaとする。を満たすようなkの値の範囲はである。
kを満たすとする。の範囲において、を満たすxの値をβとおく。の範囲におけるのグラフとx軸およびy軸で囲まれた部分の面積と、の範囲におけるのグラフとx軸および直線で囲まれ部分の面積が等しいとする。
このとき、が成り立つ。したがって、である。

の解答群
(同じものを繰り返し選んでもよい。)
 0              
             

の解答群
    
    

(2) 3次関数に対して、与えられた条件のものでのグラフの概形を考えよう。

・次の条件(a)を考える。

条件(a) かつである。

後ののうち、条件(a)を満たす関数のグラフの概形はの三つであり、残りの五つは条件(a)を満たさない。ただし、の解答の順序は問わない。

・条件(a)に加えて、次の条件(b)を考える。

条件(b) のグラフは直線を軸とする放物線である。

後ののうち、条件(a)(b)をともに満たす関数のグラフの概形はの二つであり、残りの六つは条件(a)(b)の少なくとも一方を満たさない。ただし、の解答の順序は問わない。

・条件(a)(b)に加えて、次の条件(c)を考える。

条件(c) のグラフは下に凸の放物線である。

後ののうち、条件(a)(b)(c)のすべてを満たす関数のグラフの概形はの一つだけである。

については、最も適当なものを、右ののうちから一つずつ選べ。ただし、同じものを繰り返し選んでもよい。


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解答 煩雑な計算をしなくてよいように工夫されていて、数学の真の実力が現れる問題です。

(1)

(i) 微分すると、 ア 2 ......[]
とすると、
より、

増減表は、
   1   3  
 0  0 
k

増減表より、のとき、極大値をとり、のとき、極小値kをとります。 イ 1 ウ 9 エ3 オ5 .......[]
(ii) 増減表のようになっているグラフ(極大が極小の左にある)の中から選びます。
のとき、極小値は0になるので、のグラフはにおいてx軸と接します。 カ 2 ......[]
のとき、極小値は正です。 キ 0 ......[]

(iii) (i)よりです。より、 ∴
8 ケ 0 ......[]
より、のグラフはにおいてx軸と交わります。このx座標がβです。においてにおいてであることに注意します。
の範囲におけるのグラフと
x軸およびy軸で囲まれる部分の面積は、です。の範囲におけるのグラフとx軸および直線で囲まれる部分の面積は、です。両者が等しいので、
 (定積分を参照)
つまり、です。 コ 1 ......[]
なので、
 (不定積分を参照)

 サシス  セソ 12 ......[]

(2) 条件(a)は、グラフが原点を通り、かつ、原点においてグラフが右上がりになっていることを言っています。そうなっているグラフは、です。 タチツ 1, 2, 4 ......[]
条件(b)は、条件(a)に加えて、として、における接線の傾きとにおけるの接線の傾きが等しいことを言っています。そうなっているグラフは、です。 テト 1, 4 ......[]
条件(c)は、条件(a)(b)に加えて、においては、のグラフの接線の傾きが、xが大きくなるのに従って次第に小さくなり、においては、xが大きくなるのに従って次第に大きくなることを言っています。そうなっているグラフは、です。 ナ 4 ......[]



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なお、解答は、
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