北九州市立大学国際環境工学部機械システム工学科の2026年度学校推薦型選抜では、総合問題に数学と物理が出題されています。数学は、小問集合と3次関数の接線・面積の2大問です。
基本問題を正確に解き、面積では式を立てた理由まで示す準備が必要です。 今回は総合問題の数学第1問・第2問を解説します。試験全体は120分で、物理にも取り組む形式です。
出典:北九州市立大学・2026年度学校推薦型選抜、機械システム工学科総合問題。以下の解答・解説はスキルパスが作成したものです。
第1問・問1:余弦定理から角を求める

問題の出典:大学公式・問題PDF
三角形の辺はAB=2、BC=√6、CA=√3−1です。角Aの余弦は、余弦定理から求められます。
cos A={2²+(√3−1)²−(√6)²}/{2×2×(√3−1)}=−1/2
したがって角Aは120°です。続いて、角Aの二等分線とBCの交点をDとします。二等分線の長さの公式から、ADを求められます。
AD={2×AB×AC×cos(A/2)}/(AB+AC)
=2(√3−1)/(√3+1)=4−2√3
公式は三角形の面積からも導けます。AB=c、AC=b、AD=dとすると、三角形ABCの面積は(1/2)bc sin Aです。一方、三角形ABDとACDの面積の和は、(1/2)(b+c)d sin(A/2)です。両者が等しいため、sin A=2sin(A/2)cos(A/2)を使うと、d=2bc cos(A/2)/(b+c)が得られます。
角A=120°なのでcos(A/2)=1/2です。最後の有理化では、2(√3−1)/(√3+1)=2(√3−1)²/(3−1)=4−2√3となります。
第1問・問2:少なくとも一方が当たる確率

問題の出典:大学公式・問題PDF
兄は当たり4本を含む10本のくじから、弟は当たり7本を含む20本から、それぞれ1本引きます。「少なくとも一方が当たる」は、「2人とも外れる」の余事象です。
2人とも外れる確率は、(6/10)×(13/20)=39/100。求める確率は1−39/100=61/100です。
別々の店のくじを引くため、互いのくじの本数は変わらず、それぞれの確率を掛けられます。「少なくとも一方」は、一方だけの当たりと両方の当たりを含みます。
直接計算でも、兄のみの当たり(4/10)×(13/20)、弟のみの当たり(6/10)×(7/20)、両方の当たり(4/10)×(7/20)の和は61/100となり、余事象の計算と一致します。
第1問・問3:多項式の余りを1次式とおく

問題の出典:大学公式・問題PDF
P(x)をx−1で割った余りが3、x+4で割った余りが−7です。求めるのは、(x−1)(x+4)で割った余りです。
P(x)=(x−1)(x+4)Q(x)+ax+bと書けば、x=1、−4でQ(x)を含む項が0になります。余りをax+bとおくと、P(1)=3、P(−4)=−7から、a+b=3、−4a+b=−7です。連立してa=2、b=1。余りは2x+1です。
2次式で割るとき、余りの次数は2未満です。最初から定数と決めないことが大切です。
第1問・問4:対数の真数条件を先に書く

問題の出典:大学公式・問題PDF
2log₂(5−x)≧log₂(x+7)では、5−x>0、x+7>0が必要なので、−7<x<5です。
真数が正の範囲で2log₂(5−x)=log₂{(5−x)²}です。底2は1より大きく対数関数が増加するため、(5−x)²≧x+7と変形できます。整理すると、(x−2)(x−9)≧0です。
x≦2またはx≧9を、真数条件と重ねると、答えは−7<x≦2となります。
変形後の不等式の解を、そのまま最終解答にしないようにしましょう。 元の対数が定義される範囲との共通部分が答えです。
第1問・問5:100番目が入る群を探す

問題の出典:大学公式・問題PDF
第k群にk個の項があり、その項がk²/1、k²/2、…、k²/kと並ぶ数列です。第13群までの項数は13×14/2=91、第14群までなら105です。
91<100≦105なので、100番目は第14群です。直前までに91項あるため、群の中では100−91=9番目となります。したがって、14²/9=196/9となります。
群数を求めた後、その群の何番目かを計算する手順を忘れないようにしましょう。
第2問・問1:接線の傾きから接点を決める

問題の出典:大学公式・問題PDF
f(x)=−x³+6x²−9x+5です。直線y=3x+1に平行な接線の傾きは3なので、f′(x)=3を解きます。
f′(x)=−3x²+12x−9=−3(x−2)²+3より、接点のx座標は2です。f(2)=3なので、接線はy−3=3(x−2)、すなわちy=3x−3です。
平行であることから分かるのは傾きです。切片まで同じになるわけではありません。
第2問・問2:2点を結ぶ直線を求める

問題の出典:大学公式・問題PDF
曲線上の点は(1,f(1))=(1,1)、(3,f(3))=(3,5)です。2点を結ぶ直線Lの傾きは(5−1)/(3−1)=2なので、Lはy=2x−1となります。
この直線が、次の面積問題の境界です。前の設問の接線とは別の直線なので、記号と式を整理しておきましょう。
第2問・問3:区間の途中でも、上下関係を確認

問題の出典:大学公式・問題PDF

問題の出典:大学公式・問題PDF
曲線と直線の差は、次のように因数分解できます。
f(x)−(2x−1)=−(x−1)(x−2)(x−3)
1≦x≦3の途中、x=2でも交差します。1<x<2では直線が上、2<x<3では曲線が上です。
区間ごとに書けば、S=−∫₁²{f(x)−(2x−1)}dx+∫₂³{f(x)−(2x−1)}dxです。負の側にマイナスを付け、図形の面積を正にしています。
u=x−2と置き換えると、差はu−u³となります。左右で符号が反対なので、面積は次のように求められます。
S=2∫₀¹(u−u³)du=2(1/2−1/4)=1/2
差の関数u−u³は奇関数なので、−1から1までそのまま積分すると0です。それは符号付きの積分であり、今回求める図形の面積ではありません。
積分区間が指定されていても、その途中で2つのグラフが交差することがあります。 差が0になる点と、各区間の符号を確認する必要があります。
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数学・物理の基礎と、制作経験を結び付ける
今回の数学では、条件を式に直すことと、計算後に元の条件へ戻って確認することが大切です。特に面積の問題は、答えを導く過程も記す指定があります。
物理検定の学習や模型の設計・製作、運動の計測などに取り組んだ経験も、機械工学への関心を深める機会になります。自分が何を計算し、実物でどう確かめたかまで説明できるように整理しましょう。
理系の推薦は、数学・物理の基礎を固め、探究や制作の経験も生かして志望校を目指せるチャンスです。 計算の結果だけでなく、なぜその式や方法を選んだかを説明する練習を重ねましょう。
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