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2003-13591-0401
2003 早稲田大学 教育学部
2月19日実施
易□ 並□ 難□
【1】 次の にあてはまる数または式を解答用紙の所定欄に記入せよ.
(1) 次の行列 A の ( 1,2 ) 成分は ア である.
A=( 11 00 )⁢ ( cos2⁡ θsin2 ⁡θ sin2 ⁡θcos 2⁡θ )2003⁢ ( 67 98 )219
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(2) 自然数 n に対して
In= ∫ -11 ⁡ | x3-x +x n |⁢ dx- ∫-1 1⁡ | x3- x| ⁢dx
とおく.このとき, limn →∞ ⁡n⁢I n= イ である.
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(3) 1 桁の数 a= 0, 1 ,⋯ ,9 に対して, 9-a を a の補数といい, a‾ で表す. 2 桁以上の 10 進数 k については,各桁をその補数で置き換えた数を k の補数といい, k‾ で表す. ║ k║ で k の桁数を表すとき,数列 { xn( a) } を
{ x1 (a ) =a xn +1( a) =10 ║x n(a ) ║ ×xn (a) + xn( a) ‾ ( n= 1, 2, ⋯)
で定める. a が 0 以外の 1 桁の数のとき, xn (a) + xn (a) ‾ +1 を n を用いて表すと ウ となる.また, xn( 3) - xn( 2) が 9 m で割り切れるとき, m の最大値は エ である.ただし, m は 0 以上の整数の範囲で考える.
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【2】 座標平面上の 3 点 O , A , B は同一直線上にないとする.線分 AB 上の点 P は ∠AOP =∠POB をみたし,線分 OP 上の点 Q は ∠OAQ =∠QAP をみたすとする.ベクトル OA→ , ベクトル OB → をそれぞれ a→ ,b → とおく.
(1) ベクトル OP → を a → と b → を用いて表せ.
(2) ベクトル OQ → を a → と b → を用いて表せ.
(3) O (0 ,0) ,A ( 2,0 ) とし,実数 x に対して B ( x,1 ) とする.このとき,点 Q の y 座標を f ⁡(x ) とする. x が 0 ≦x≦2 の範囲を変化するときの f ⁡(x ) の最大値と最小値を求めよ.
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【3】(1) 複素数 z が円 | z| =2 の上を動くとき,複素数
w=( 3+1 4) ⁢z+ (3 -1) ⁢1 z
が表す点の軌跡を複素数平面上に図示せよ.
(2) (1)で求めた曲線と, |z- 3+1 2| =1 で定まる円との交点を求めよ.
(3) (1)で定まる曲線の内部と,円の内部 | z- 3+ 12 |<1 との共通部分の面積を求めよ.
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【4】 座標平面上の原点 O を中心とする半径 1 の円周上に点 P ( 0,1 ), Q (1 ,0) をとり,点 P1 , P 2 ,⋯ および点 R1 , R 2 ,⋯ を次のように定める. P= P1 とし, Pn が与えられたとき,弧 Pn Q ⏜ の中点を P n+1 とする.また, P= R1 とし, Rn が与えられたとき, Rn から半径 O Pn +1 へ下ろした垂線の足を R n+1 とする. n=1 , 2 ,⋯ に対して, an= Rn R n+1 と定める.このとき,以下の等式および不等式を示せ.
(1) an= 1 2n⁢ cos⁡ π 2n+ 1 ( n= 1, 2, ⋯)
(2) 1 3⁢ a n<a n+1 < 12⁢ a n ( n=1 , 2, ⋯)
(3) R1 , R 2 ,⋯ ,R n ,R n+1 を順次結んで得られる折れ線の長さ Ln= ∑ i=1 n⁡ ai は
1 2 +3 4⁢ 1- 12 <lim n→∞ ⁡Ln < 12 +1- 1 2
をみたす.