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【2】 を正の実数とし,放物線を放物線をとする.との二つの共有点を座標の小さい順にとする.また,との両方に第象限で接する直線をとする.
(1) の座標をを用いて表すとである.
直線と二つの放物線の接点の座標をそれぞれとおく.はでと接するので,の方程式は
と表せる.同様に,はでと接するので,の方程式は
とも表せる.これらにより,は
である.
放物線のの部分,放物線のの部分,軸,および直線で囲まれた図形の面積は
である.
(2) 実数に対し,関数を考える.はで極値をとるとする.また,曲線は点および原点を通るとする.
このとき,であり,の極小値はである.
また,であり,曲線と放物線の共有点のうち,と異なる点の座標はである.
【4】 点を原点とする座標空間に点がある.点を通る平面をとし,とおく.平面上に点をとり,が最小となるときの点の座標を求めよう.
(1) である.また,とのなす角はである.
(2) およびと垂直であるベクトルの一つとして
をとる.
を実数を用いての形に表したときのを求めよう.
であることから,となる.また,を考えることにより,であることがわかる.
同様に,を実数を用いての形に表したとき,である.
(3) を(2)で求めた値であるとし,点はとなる点とする.の座標は
である.また,線分と平面との交点は,をに内分する.
であることにより,線分は平面に垂直であり,その中点は上にある.よって,上の点について,が成り立ち,が最小となるは線分上にある.したがって,求めるの座標は
である.
【5】 以下の問題を解答するにあたっては,必要に応じて正規分布表を用いてもよい.
ある菓子工場で製造している菓子個あたりの重さ(単位は)を表す確率変数をとし,は平均標準偏差の正規分布に従っているとする.
(1) 平均がで,標準偏差がのとき,この菓子工場で製造される菓子個あたりの重さが未満となる確率は,が標準正規分布に従うので
である.
(2) 標準偏差がのとき,製造される菓子個あたりの重さが未満となる確率がとなるようにの値を定めることを考える.まず,標準正規分布に従う確率変数について,が最もに近い値をとるを正規分布表から求めるとであることがわかり,となる.よって
と考えることにより,をとすればよい.
(3) この菓子工場では,製造された菓子を無作為に個選び箱に詰めて個の商品としている.個の菓子の重さ(単位は)を表す確率変数をとし,平均は標準偏差はまた,箱の重さはすべて同じでとする.商品個あたりの重さ(単位は)を表す確率変数をとすると,の平均はの標準偏差はである.
の標本平均が未満である確率を求めよう.標本平均の分布が正規分布であることを利用すると,の標準偏差がであるので,確率はとなる.
(4) この菓子工場では,新しい機械を導入した.新しい機械については,標準偏差はであるが,平均はわかっていない.を推定するために,この機械で個の菓子を試験的に製造したところ,それらの菓子の重さの標本平均はであった.このとき,に対する信頼度の信頼区間は
となる.
平均に対する信頼区間において,をこの信頼区間の幅とよぶ.信頼度と標準偏差は変わらないものとして,上で求めた信頼区間の幅を半分にするには,標本の大きさをにすればよい.に当てはまるものを,次ののうちから一つ選べ.