大学入試センター試験 2015年(平成27年) 追試 数学ⅠA 第2問 [1] 解説

問題を解く準備

まず、それぞれの条件を数直線で表しておこう。

121
二次不等式の解法(1)

pについて、
23=12なので、
9<11<12<16
より、
3<11<23<4
だから、条件pの表す範囲の数直線は

図A
大学入試センター試験2015年追試 数学ⅠA第2問[1] 解説図A

とかける。

qについて、
9<11<16なので、
32<112<2

47
文字係数の方程式・不等式

さらに0<aなので、
a<112a
になるから、条件qの表す範囲の数直線は

図B
大学入試センター試験2015年追試 数学ⅠA第2問[1] 解説図B

とかける。

rについて、
条件rの表す範囲は整数なので、図Cの数直線では●である。

図C
大学入試センター試験2015年追試 数学ⅠA第2問[1] 解説図C

以上のように数直線が描けたところで、問題を解こう。

(1)

図Aと図Cより、
条件pの集合 条件rの集合
である。
ベン図で描けば、図Dのようになる。

図D
大学入試センター試験2015年追試 数学ⅠA第2問[1] 解説図D
59
必要条件と十分条件

pの集合がrの集合を含んでいるので、prであるための必要条件。

解答ア:2

アドバイス

一般的には
pr × pr なので、必要条件
って解くことが多いけど、○×の判定で混乱したり間違えたりする人が多い。なので、数直線やベン図で表せるときは、集合の大小で考える方がおすすめ。
「大きい集合は小さい集合の必要条件」。呪文のように憶えておこう。

(2)

55
補集合

図Aより、集合Aは

図E
大学入試センター試験2015年追試 数学ⅠA第2問[1] 解説図E

とかける。

図Bより、集合Bは

図F
大学入試センター試験2015年追試 数学ⅠA第2問[1] 解説図F

とかける。

ここまでの別解

ゼンゼンおすすめじゃないけど、pqを数直線を使わずに求めるとこうなる。

P(x1123x)なので、
p(x1123x)
ド・モルガンの法則より、
p=x1123x
p=11<x<23

q(xa112ax)なので、
q(xa112ax)
ド・モルガンの法則より、
q=xa112ax
q=a<x<112a

54
空集合

ABが空集合にならないためには、pqに重なる部分があればよい。
よって、
a23 かつ 11112a
であればよい。ここで分からなくなった人は、下の別解を読んでほしい。

46
連立不等式の
解法(一次)

ということで、連立不等式
{a2311112a
の解が、求める答えだ。
下の式の両辺に2をかけて11で割ると、
2a
となるから、上の式とあわせて、
2a23
である。

解答イ:2, ウ:2, エ:3

別解

こういうややこしい条件を考えるときには、ダメな場合を考えた方が楽なことがある。
ダメな場合を考えると、

図G
大学入試センター試験2015年追試 数学ⅠA第2問[1] 解説図G

図Gのように、qpの左に離れるのはダメ。
式で書くと、112a<11はダメ。
両辺に2をかけて11で割って、a<2はダメ。

図H
大学入試センター試験2015年追試 数学ⅠA第2問[1] 解説図H

図Hのように、qpの右に離れるのもダメ。
式にすると、23<aはダメ。

結局、ダメなのはa<223<a
以上より、ダメじゃないのは
2a23
で、これが答えだ。

解答イ:2, ウ:2, エ:3