確率は密度関数を区間で積分するだけ。
部分積分。$\sin 2y$ を積分すると $-\frac{1}{2}\cos 2y$ になることに注意。
検算:$\sin 2y$ のグラフは $y=\frac{\pi}{4}$ で左右対称なので、平均が真ん中の $\frac{\pi}{4}$ になるのは当然。グラフの対称性で答えを予想してから計算するとミスに気づけます。
STEP 3 分散【う】部分積分を2回。2回目は STEP 2 と同じ形が出てくるので再利用。
問題文は掲載できませんが、
解説を読むだけでどんな問題かもわかる!
さらに、そっくり類題PDFを見れば、実際の問題イメージもわかるよ!
各小問を「どういう問題か」から説明し、途中式を1行も飛ばさずに解説。最後に、本番と同じ4大問の構成で作ったそっくり類題セット(全問解答つき)で、慶應2026を丸ごと演習できます。
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(1)
(2)
(3)
独立した3つの小問。確率・不等式・空間ベクトルから1題ずつ。
確率密度関数が与えられた「連続型確率変数」の基本計算の問題。
確率は密度関数を区間で積分するだけ。
部分積分。$\sin 2y$ を積分すると $-\frac{1}{2}\cos 2y$ になることに注意。
検算:$\sin 2y$ のグラフは $y=\frac{\pi}{4}$ で左右対称なので、平均が真ん中の $\frac{\pi}{4}$ になるのは当然。グラフの対称性で答えを予想してから計算するとミスに気づけます。
STEP 3 分散【う】部分積分を2回。2回目は STEP 2 と同じ形が出てくるので再利用。
文字 $a$ を含む2つの閉区間が「重なる」ための $a$ の条件を求める問題。
まず $B$ の右端を整理しておく。
3次式の符号を数直線で見て、$a\leqq-2$ または $-1\leqq a\leqq3$。
条件② Aの左端 ≦ Bの右端$a^2+2a-11=0$ の解は $a=-1\pm2\sqrt3$ なので、$-1-2\sqrt3\leqq a\leqq0$ または $a\geqq-1+2\sqrt3$。
①と②を重ねる$-1-2\sqrt3\approx-4.46$、$-1+2\sqrt3\approx2.46$ を数直線に並べると、共通部分は3つの区間。
座標空間の平行四辺形の頂点・面積と、その最小値を求める問題。
平行四辺形 $OPQR$ では $\overrightarrow{OQ}=\overrightarrow{OP}+\overrightarrow{OR}$。
外積より速いのが、$S^2=|\vec p|^2|\vec r|^2-(\vec p\cdot\vec r)^2$。
相加平均・相乗平均の関係より $b^2+\dfrac{1}{b^2}\geqq2$(等号は $b=\pm1$)。よって $S^2\geqq6$。
袋から玉を取り出す操作をくり返す「確率漸化式」の問題。
赤4・白2のとき:2個とも赤の確率は $\dfrac{{}_4C_2}{{}_6C_2}=\dfrac{6}{15}=\dfrac{2}{5}$、そのままの確率は $\dfrac{3}{5}$。
赤2・白2のとき:2個とも赤の確率は $\dfrac{{}_2C_2}{{}_4C_2}=\dfrac{1}{6}$、そのままの確率は $\dfrac{5}{6}$。
赤0のとき:以後ずっと赤0(吸収状態)。
$p_{n+1}$ を $p_n$ の定数倍で、$q_{n+1}$ を $p_n$ と $q_n$ の1次式で表したときの係数【あ】【い】【う】。さらに一般項として $p_n$【え】と、$q_n$ を「定数 ×{(ある数)$^n$ −(ある数)$^n$}」の形で表したときの定数【お】と2つの数【か】【き】(大きい方が【か】)。
初期状態は赤4個なので $p_0=1,\ q_0=0$。よって $p_n=\left(\dfrac{3}{5}\right)^n$。
$q_n$ は、$q_n=K\left(\frac{3}{5}\right)^n$ の形の特殊解を探すのが最速。
一般解 $q_n=C\left(\frac{5}{6}\right)^n-\frac{12}{7}\left(\frac{3}{5}\right)^n$ に $q_0=0$ を入れて $C=\frac{12}{7}$。
検算:$q_1=\frac{12}{7}\cdot\frac{7}{30}=\frac{2}{5}$。1回目で赤2個になる確率 $\frac{2}{5}$ と一致。
操作を $n$ 回行い終えたとき、その $n$ 回目で初めて袋の赤玉が0個になる確率を、$n$ の式で答える。
「$n$ 回目で初めて0個」⇔「$n-1$ 回後に赤2個」かつ「$n$ 回目に赤2個を引く」。
$n=1$ を代入すると $0$。1回では0個になれないことと一致。
$n$ 回後の赤玉が4個なら $6$、2個なら $\frac{7}{2}$、0個なら $0$ という値をとる確率変数 $X_n$ の期待値【け】と、分散を「$3\times${3つの等比数列の項の和}」の形で表したときの係数と公比【こ】〜【そ】(公比は大きい順)。
$\left(\frac{3}{5}\right)^n$ の項がきれいに消えるのは、出題者が用意した「当たりのサイン」。
操作を $N$ 回行う。$n$ 回目($1\leqq n\leqq N$)で初めて赤玉が0個になったら $2^{N-n}$ 点、$N$ 回終わっても赤玉が残っていれば0点。この得点の期待値を「定数 ×{3つの等比数列の項の和}」の形で表したときの定数と係数・公比【た】〜【な】(公比は大きい順)。
公比 $r$ の部分を一般に計算しておくと速い:
$r=\frac{5}{6}$ なら $\frac{6}{7}\left(2^N-\left(\frac{5}{6}\right)^N\right)$、$r=\frac{3}{5}$ なら $\frac{5}{7}\left(2^N-\left(\frac{3}{5}\right)^N\right)$。差をとって $\frac{2}{7}$ をかけると
検算:$N=1$ では期待値は0のはず。代入すると $\frac{2}{49}(2-5+3)=0$ で一致。
1の7乗根から作った $2\cos$ の値を、3次方程式・不等式・複素数平面の3方向から調べる問題。設問は(1)〜(7)。
$z^r=1$ となる最小の自然数 $r$【あ】、$a=2\cos(\text{【い】}\pi)$ の【い】、$z^2+\frac{1}{z^2}$ と $z^3+\frac{1}{z^3}$ を $a$ で表した式【う】【え】、$a$ が満たす3次方程式 $x^3+(\ )x^2+(\ )x+(\ )=0$ の係数【お】【か】【き】、他の2解を $2\cos(\ \ \pi)$ の形で表したときの中身【く】【け】(小さい順)。
$z$ は1の7乗根で $z\neq1$ なので、$z^r=1$ となる最小の自然数は $7$。また $a=z+\overline{z}=2\cos\frac{2}{7}\pi$。
$1+z+z^2+\cdots+z^6=0$ の両辺を $z^3$ で割ると
$z^2,\ z^3$ も同じ方程式を満たす1の7乗根なので、$2\cos\frac{4}{7}\pi$、$2\cos\frac{6}{7}\pi$ も解。これが $b,\ c$。
$\sqrt{m}\lt a\lt\sqrt{m+1}$ を満たす自然数 $m$【こ】と、$\sqrt{\frac{n}{10}}\lt a\lt\sqrt{\frac{n+1}{10}}$ を満たす自然数 $n$【さ】。
近似値を書くだけでは根拠にならない。$g(x)=x^3+x^2-2x-1$ の符号の変化で挟むのが正攻法。
正の解は $a$ だけなので、$1\lt a\lt\sqrt2$。よって $m=1$。次に $g(x)=x(x^2-2)+x^2-1$ と変形して
よって $\sqrt{\frac{15}{10}}\lt a\lt\sqrt{\frac{16}{10}}$ で、$n=15$。
$|b|=-2\cos\frac{4}{7}\pi=2\cos\frac{3}{7}\pi$、$|c|=-2\cos\frac{6}{7}\pi=2\cos\frac{1}{7}\pi$。$\cos$ は $0$ から $\frac{\pi}{2}$ で減少するので
直線 $OA$(原点と $A(z^3)$ を通る直線)に関して $B(iz)$ と対称な点 $\gamma$ を、$\gamma=\text{【そ】}\,z^3+\text{【た】}\,iz$ と表したときの実数【そ】【た】。【そ】は $a$ の式で答える。
公式:$|A|=1$ のとき、原点と $A$ を通る直線に関する点 $B$ の対称点は
「$B$ の直線への正射影の2倍から $B$ を引く」という意味で、$A$ と $B$ の係数がそのまま読める。$A=z^3$、$B=iz$ として
よって【た】$=-1$。残るは$2\cos\dfrac{\pi}{14}$ を $a$ で表すこと。これが(6)の本当の関門。2乗して半角の公式を使うと
ここで $c=2\cos\dfrac{6}{7}\pi=z^3+\dfrac{1}{z^3}=a^3-3a$((1)の【え】)。さらに(1)の3次方程式から $a^3=-a^2+2a+1$ なので
$2\cos\dfrac{\pi}{14}\gt0$ だから
検算:$a\approx1.247$ で $\sqrt{a^2+a+1}\approx1.9499$、$2\cos\frac{\pi}{14}\approx1.9499$ で一致。また $|A|=1$ のとき対称点は $A^2\overline{B}=z^6\cdot(-i)z^{-1}=-iz^5$ とも書け、$|\gamma|=1$ になることも確かめられる。$\sqrt{2+3a-a^3}$ のままでも値は同じだが、次数を下げた形で答えるのが自然。
$|z^d|=|w^d|=1$ なので $|z^d+w^d|\leqq2$ で、等号は $z^d=w^d$ のとき。
$42\times48=2016\leqq2026\lt2058=42\times49$ より、該当する $d$ は $48$ 個。
論述の答案、減点されない書き方になっていますか?無料相談で添削します。
無料相談を予約パラメータ $a$ を含む分数関数のグラフを調べ、最後は「極値が生まれる瞬間」の極限を求める問題。
接する ⇔ 重解。判別式 $a^2-4a=0$ と $a\gt0$ より $a=4$、接点は $x=\frac{a}{2}=2$($x\gt1$ を満たす)。
$a=4$ のとき、通分して分子を因数分解する。
$x^2-6x+4=0$ の解は $3\pm\sqrt5$。$3-\sqrt5\lt1$ は範囲外。増減は $x=2$ で極小($x$ 軸に接する点)、$x=3+\sqrt5$ で極大。
$f(x)=c$ のもう1つの解は「解と係数の関係」で一瞬。分母を払うと $cx^3-(c+1)x^2+4x-4=0$ で、$x=3+\sqrt5$ が重解。3つの解の積は $\frac{4}{c}$ なので
面積は、$f$ の原始関数 $\log(x-1)+\frac{4}{x}$ を使う。積分区間の幅は $(3+\sqrt5)-\frac{1+\sqrt5}{2}=\frac{5+\sqrt5}{2}$。
最後は $\frac{7+3\sqrt5}{2}\cdot\frac{7-3\sqrt5}{2}=1$ を使って指定の形に合わせる。面積は約 $0.11$ で、グラフの見た目とも整合的。
コツは定数 $a$ を分離すること。
$\varphi$ は $x=3$ で最小値 $\frac{27}{4}$。横線 $y=2a$ が $\varphi$ のグラフと2点で交われば $f'$ の符号が変わるので、条件は $2a\gt\frac{27}{4}$、つまり $a\gt\frac{27}{8}$。等号のときは $f'\leqq0$ のままで極値なし。
$f'(x)=0\iff x^3=2a(x-1)^2$。$x=3+t$ とおいて展開すると
これで【し】【す】【せ】は取れる。ここまでは必ず取りたい。
2026年度の本番と同じ4大問・同じ小問構成で、数値や設定を変えたTMPSオリジナル問題です。本番の出題イメージをつかみながら、初見の問題として100分で演習できます。
印刷して本番と同じように100分で解けます。解答・解説はこのページの下に掲載しています。
※ 慶應義塾大学の入試問題ではありません。問題文・解答はすべてTMPS医学館が作成したものです。
以下の空欄に適する数または式を答えよ。
(1) 連続型確率変数 $X$ のとる値の範囲が $\alpha\leqq X\leqq\beta$ で、その確率密度関数が $f(x)$ であるとき、$X$ の期待値 $m=E(X)$ と分散 $V(X)$ は次の式で定義される。
連続型確率変数 $Y$ は $0\leqq Y\leqq\dfrac{\pi}{2}$ の範囲の値をとり、その確率密度関数は $g(y)=\cos y$ である。このとき、$\dfrac{\pi}{6}\leqq Y\leqq\dfrac{\pi}{3}$ となる確率は【あ】、$Y$ の期待値は $E(Y)=$【い】、分散は $V(Y)=$【う】である。
(2) 実数 $a$ に対し、2つの閉区間 $A=[\,2(a+1),\ 2(a+2)\,]$、$B=[\,a^3-3a,\ a^3+2a^2-2a+2\,]$ を考える。$A$ と $B$ が共通の要素をもつための必要十分条件は
である。ただし【え】$\lt$【か】$\lt$【く】とする。
(3) $b$ を $0$ でない実数とする。座標空間の4点 $O(0,0,0)$、$P(1,1,0)$、$Q(c,d,1)$、$R\left(b,\dfrac{1}{b},1\right)$ を頂点とする平行四辺形 $OPQR$ について、$c=$【こ】、$d=$【さ】である。また平行四辺形の面積は $S(b)=\sqrt{\text{【し】}}$ と表され、$b$ が $0$ でない実数全体を動くときの $S(b)$ の最小値は【す】である。
(1) $\displaystyle\int_{\pi/6}^{\pi/3}\cos y\,dy=\sin\frac{\pi}{3}-\sin\frac{\pi}{6}=\frac{\sqrt3-1}{2}$。
$\displaystyle\int_0^{\pi/2}y\sin y\,dy=\Big[-y\cos y\Big]_0^{\pi/2}+\int_0^{\pi/2}\cos y\,dy=1$ を再利用して
(2) 条件は「$B$ の左端 ≦ $A$ の右端」かつ「$A$ の左端 ≦ $B$ の右端」。
よって $a\leqq\frac{1-\sqrt{17}}{2}$ または $-1\leqq a\leqq\frac{1+\sqrt{17}}{2}$。
よって $-1-\sqrt5\leqq a\leqq0$ または $a\geqq-1+\sqrt5$。$-1-\sqrt5\approx-3.24$、$\frac{1-\sqrt{17}}{2}\approx-1.56$、$-1+\sqrt5\approx1.24$、$\frac{1+\sqrt{17}}{2}\approx2.56$ を並べて重ねる。
($B$ の幅は $2a^2+a+2\gt0$ なので、$B$ は常に区間として成り立つ。)
(3) $\overrightarrow{OQ}=\overrightarrow{OP}+\overrightarrow{OR}=\left(b+1,\ \frac{1}{b}+1,\ 1\right)$。
袋の中に赤玉4個と白玉3個が入っている。この袋に対して次の操作を考える。
操作:袋から玉を2個同時に取り出す。2個とも赤玉であれば、その2個は袋に戻さない。そうでなければ、2個とも袋に戻す。
この操作を $n$ 回くり返した後に、袋の中の赤玉が4個である確率を $p_n$、2個である確率を $q_n$ とする($n=0,1,2,\dots$)。空欄【え】【く】【け】には $n$ の式、それ以外の空欄には数を答えよ。
遷移確率:赤4・白3で2個とも赤 $=\dfrac{{}_4C_2}{{}_7C_2}=\dfrac{2}{7}$(とどまる $\frac{5}{7}$)。赤2・白3で2個とも赤 $=\dfrac{{}_2C_2}{{}_5C_2}=\dfrac{1}{10}$(とどまる $\frac{9}{10}$)。
(1) $p_{n+1}=\frac{5}{7}p_n$、$q_{n+1}=\frac{2}{7}p_n+\frac{9}{10}q_n$。$p_n=\left(\frac{5}{7}\right)^n$。特殊解 $K\left(\frac{5}{7}\right)^n$ は $\frac{5}{7}K=\frac{9}{10}K+\frac{2}{7}$ より $K=-\frac{20}{13}$。$q_0=0$ と合わせて
(1)続き 「$n-1$ 回後に赤2個」かつ「$n$ 回目に赤2個を引く」なので $\dfrac{1}{10}q_{n-1}=\dfrac{2}{13}\left\{\left(\dfrac{9}{10}\right)^{n-1}-\left(\dfrac{5}{7}\right)^{n-1}\right\}$。
(2) $13\cdot\frac{20}{13}=20$ なので $\left(\frac{5}{7}\right)^n$ の項が消える。
検算:$n=0$ では $X_0=20$ で確定なので分散0。$20(13-20+7)=0$ で一致。
(3) $\displaystyle\sum_{n=1}^{N}2^{N-n}r^{n-1}=\frac{2^N-r^N}{2-r}$ を使う。$r=\frac{9}{10}$ で係数 $\frac{10}{11}$、$r=\frac{5}{7}$ で係数 $\frac{7}{9}$。
($\frac{2}{13}\cdot\frac{10}{11}-\frac{2}{13}\cdot\frac{7}{9}=\frac{2}{13}\cdot\frac{13}{99}=\frac{2}{99}$ をくくり出して、$2^N$ の係数を1にそろえる。)
検算:$N=1$ で $0$、$N=2$ で $\frac{1}{35}$(2回連続で赤2個を引く確率 $\frac{2}{7}\cdot\frac{1}{10}$)と一致。
$i$ を虚数単位とし、$z=\cos\dfrac{2}{9}\pi+i\sin\dfrac{2}{9}\pi$、$a=z+\dfrac{1}{z}$ とおく。
(1) $z$ は1の9乗根で、$z^r=1$ となる最小の $r$ は $9$。$a=2\cos\frac{2}{9}\pi$。$z^2+z^{-2}=a^2-2$、$z^3+z^{-3}=a^3-3a$。
ここで $z^3=\cos\frac{2}{3}\pi+i\sin\frac{2}{3}\pi$ なので $z^3+z^{-3}=2\cos\frac{2}{3}\pi=-1$。よって
$z^2,\ z^4$ についても $(z^2)^3+(z^2)^{-3}=2\cos\frac{4}{3}\pi=-1$、$(z^4)^3+(z^4)^{-3}=2\cos\frac{8}{3}\pi=-1$ なので、$2\cos\frac{4}{9}\pi$、$2\cos\frac{8}{9}\pi$ も解。
(2) $h(x)=x^3-3x+1$ とする。$h(\sqrt2)=1-\sqrt2\lt0$、$h(\sqrt3)=1\gt0$。$x\gt1$ で $h'(x)=3x^2-3\gt0$ なので、1より大きい解は $a$ ただ1つ。よって $\sqrt2\lt a\lt\sqrt3$、$m=2$。
(3) $h(x)=x(x^2-3)+1$ と変形。
よって $n=23$。
(4) $b=2\cos\frac{4}{9}\pi\gt0$、$|c|=-2\cos\frac{8}{9}\pi=2\cos\frac{1}{9}\pi$。$\frac{\pi}{9}\lt\frac{2\pi}{9}\lt\frac{4\pi}{9}$ と $\cos$ の減少より $|b|\lt a\lt|c|$。
本番は「わずかに足りない」、類題は「ちょうど等号」。どちらも近似値では判定しにくく、式で決着をつける力が問われる。
(6) $|A|=1$ なので $\gamma=2\,\mathrm{Re}(B\overline{A})A-B$。$B\overline{A}=z^6\cdot z^{-3}=z^3$ で、$\mathrm{Re}(z^3)=\cos\frac{2}{3}\pi=-\frac{1}{2}$。
($z^3$ と $z^6=\overline{z^3}$ は共役なので和は実数 $-1$。図でも、偏角 $\frac{4}{3}\pi$ の点を偏角 $\frac{2}{3}\pi$ の直線で折り返すと偏角 $0$ の点 $1$ になる。)
(7) 等号は $z^d=w^d$ のとき。$\frac{2\pi d}{9}-\frac{\pi d}{3}=-\frac{\pi d}{9}$ が $2\pi$ の整数倍 ⇔ $d$ は $18$ の倍数。$18\times112=2016\leqq2026\lt2034$ より $112$ 個。
$a$ を正の実数とし、$x\gt1$ において関数 $f(x)=\dfrac{1}{x-1}-\dfrac{a}{x^3}$ を考える。
(1) $f'(x)=-\dfrac{1}{(x-1)^2}+\dfrac{3a}{x^4}$。接する ⇔ $f=0$ かつ $f'=0$:
(2) $f'(x)=0\iff\dfrac{x^4}{(x-1)^2}=3a=\dfrac{81}{4}\iff\dfrac{x^2}{x-1}=\dfrac{9}{2}\iff2x^2-9x+9=0$ より $x=\frac{3}{2},\ 3$。$x=\frac32$ は接点(極小)なので極大は $x=3$、極大値 $f(3)=\frac{1}{2}-\frac{1}{4}=\frac{1}{4}$。
$f(x)=\frac{1}{4}$ を整理すると $x^4-5x^3+27x-27=0$。$x=3$ が重解なので $(x-3)^2(x^2+x-3)=0$。$x\gt1$ の解は $x=\frac{-1+\sqrt{13}}{2}$。
この解を $\beta$ とすると $\beta^2=3-\beta=\frac{7-\sqrt{13}}{2}$。原始関数 $\log(x-1)+\dfrac{27}{8x^2}$ を使って
(3) $3a=\varphi(x)=\dfrac{x^4}{(x-1)^2}$ と分離。$\varphi'(x)=\dfrac{2x^3(x-2)}{(x-1)^3}$ より最小値 $\varphi(2)=16$。極値をもつ ⇔ $3a\gt16$ ⇔ $a\gt\frac{16}{3}$。
(4) $f'(x)=0\iff x^4=3a(x-1)^2$。$x=2+t$ を代入して展開:
$\varepsilon=a-\frac{16}{3}$ とおくと $24-3a=8-3\varepsilon$、$32-6a=-6\varepsilon$、$16-3a=-3\varepsilon$。主要項は $8t^2-3\varepsilon\approx0$ なので $t\approx\pm\sqrt{\frac{3\varepsilon}{8}}=\pm\frac{\sqrt6}{4}\sqrt\varepsilon$。極大点は大きい方。
$x=2$ の近くで $x^4(x-1)^2\approx16$ なので、$k=\frac{\sqrt6}{4}\sqrt\varepsilon$ として $f'(2+t)\approx\frac{1}{2}(k^2-t^2)$。これを積分して
もう1つの交点は $t=-2k$。面積は $\displaystyle S\approx\frac{1}{6}\cdot\frac{(3k)^4}{12}=\frac{9k^4}{8}=\frac{9}{8}\cdot\frac{9\varepsilon^2}{64}=\frac{81}{512}\varepsilon^2$。
本番と同じく、極値の近くで関数が3次関数のようにふるまうことが核心。違うのは境目の点(本番は $x=3$、類題は $x=2$)と係数だけ。
本番の過去問、またはそっくり類題セットを100分で解いた結果を選んでください。次にやるべきことを表示します。
TMPSのおすすめは I → II → III → IVの(3)まで → 見直し → IVの(4) の順です。小問集合の大問Iを確実に取り切り、最後の極限は時間が残ったときだけ挑戦します。
分かります。著作権に配慮して問題本文は掲載していませんが、各小問の最初に「どういう問題か」として、設定・何を求めるか・答え方をTMPSの言葉で説明しています。
2026年度と同じ4大問・同じ小問構成で、数値や設定を変えたTMPSオリジナル問題です。全問の解答・解説をこのページに掲載しています。本番の出題イメージをつかみながら、初見の問題として演習できます。
可能ですが、慶應は計算量と時間配分で差がつくため、自分の答案のどこで時間を失っているかを第三者に見てもらうと伸びが速くなります。TMPS医学館では無料の学習相談で答案の診断を行っています。
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