『高校生からの挑戦状Part51』


 神奈川県の高校生 tankentai さんからの問題です。


【問題1】

0≦θ≦πの時
sinθ≦θ≦ 2sinθ
cosθ+1
が成り立つことを証明せよ。


【問題2】

n

k=1
k2006のnに関する最高次数の係数を求めたい。

(1) 積分を用いて求めよ。
(2) 数列を用いて求めよ。
(3)一般的に n

k=1
km (mは自然数)の
nmの項の係数は
であることを証明せよ。

(4) 問題2の数列の最高次数をm次とするとき
m-1次の項の係数とm-2次の項の係数を求めよ。


【問題3】

三角形ABCは面積16を保ち、鈍角三角形ではない。
∠BAC=θとして次の問に答えよ。

問題文中の内積とはベクトルの内積のことを示し、AB+ACとは辺の長さの和をあらわす。

(1) 内積AB・AC=8である時sinθを求めよ。

(2) π
4
≦θ≦ π
2
の時、内積AB・ACの範囲を求めよ。

(3) 12≦AB+AC≦24が成り立つ時の内積AB・ACの範囲を求めよ。

(4) 2≦内積AB・AC≦64が成り立っている時のBCの長さの範囲を求めよ。


【問題4】

a(1)=0,a(2)=6,a(3)=1であるとき次の数列の一般項を求めよ。

a(n+3)−5a(n+2)+13a(n+1)−21a(n)−24=0

ここでa(n)とは数列aの第n項のことを表す


【問題5】

logx (x+y-23)-logy (x+y-15)=logy (x+y+7)-logx (x+y+15)
logx (x+y-23)+logy (x+y-15)+logy (x+y+7)+logx (x+y+15)=2k
上の二行の連立方程式においてx,yが整数であり、
k=2nであるような解が存在するかどうか調べ、あればすべて求めよ。


【コメント】

学校ではなかなか見られない視点から問題を作ってみました。
普通の問題とは解き方か答えが違うような問題にしてみました。

ちなみに問題1にθ= π
12
を入れると
3.10<π<3.17が簡単に証明できます。

大学入試の問題「円周率が3.05以上であることを証明せよ」も中学3年の時は普通に解いたのですが、高校1年で思いついた問題1の公式も他では載っていないと思われる解法です。
この問題は何通りの解き方があるのでしょうかね?

問題1と問題3(4)は三角関数の微分を知っていると簡単なのですが、今回は数UBの範囲で解いてください。
(つまり三角関数の微分は使わないようにするということです。)

今回もいろいろな解法をお待ちしております。


 解答用紙はこちらです。 【寄せられた解答】


  『高校生からの挑戦状』

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