大問1
問1 次の計算をしなさい。
(1) \( -6-(-2) \)
(2) \( -\dfrac{2}{3} \div \dfrac{8}{9} \)
【解答】
\( =-\dfrac{2}{3} \times \dfrac{9}{8} \)
\( =-\dfrac{3}{4} \)
(3) \( 6\sqrt{2}-\sqrt{18}+\sqrt{8} \)
【解答】
\( =6\sqrt{2}-3\sqrt{2}+2\sqrt{2} \)
\( =5\sqrt{2} \)
(4) \( 4(2x+1)-3(2x+1) \)
【解答】
\( =8x+4-6x-3 \)
\( =2x+1 \)
(5) \( 3xy \times 2x^3y^2 \div (-x^3y) \)
【解答】
\( =\dfrac{3xy \times 2x^3y^2}{-x^3y} \)
\( =-6xy^2 \)
問2 \( x^2-3x+2 \) を因数分解しなさい。
問3 二次方程式 \( 3x^2-x-1=0 \) を解きなさい。
【解答】
\( x=\dfrac{-(-1)±\sqrt{(-1)^2-4 \times 3 \times (-1)}}{2 \times 3} \)
\( x=\dfrac{1±\sqrt{13}}{6} \)
問4 関数 \( y=2x^2 \) について,\( x \) の値が \( 1 \) から \( 4 \) まで増加するときの変化の割合を求めなさい。
【解答】
変化の割合=\( \dfrac{y\,の増加量}{x\,の増加量} \) で求められます。
\( x=1 \) のとき,\( y=2 \)
\( x=4 \) のとき,\( y=32 \) なので,
変化の割合=\(\dfrac{32-2}{4-1}=10 \)
問5
右の図Ⅰにおいて,\( ∠x \) の大きさを求めなさい。
ただし, 4点 \( A,B,C,D \) は円 \( O \) の周上の点であり,線分 \( AC \) は円 \( O \) の直径である。
【解答】
円周角が等しいので,\( ∠ADB=∠ACB=40° \)
\( ∠ADC \) は直径 \( AC \) に対する円周角なので,\( ∠ADC=90° \)
よって,\( ∠x=∠ADC-∠ADB=90°-40°=50° \)
問6
右の図Ⅱのように,1,2,3,4の数が,それぞれ書かれている玉が1個ずつ箱の中に入っている。この箱から玉を1個取り出し,その玉を箱の中に戻して箱の中をよくかき混ぜた後,もう一度箱から玉を1個取り出す。1回目に取り出した玉に書かれている数を \( a \),2回目に取り出した玉に書かれている数を \( b \) とする。
このとき,\( a+b \) が24の約数である確率を求めなさい。ただし,どの玉が取り出されることも同様に確からしいものとする。
【解答】
24の約数は, \( 1,2,3,4,6,8,12,24 \) です。
\( a,b \) それぞれの値に対して\( a+b \) がいくつになるかを表に書いて,
24の約数であるマスに○をつけます。
すべての場合の数16マス,○がついたマスは10マスなので,
求める確率は,\( \dfrac{10}{16}=\dfrac{5}{8} \)
問7
面積が \( 168n \; m^2\) の正方形の土地がある。この正方形の土地の1辺の長さ \( (m) \) が整数となるような最も小さい自然数 \( n \) の値を求めなさい。
【解答】
\( 168n \) が何かの整数の2乗になればいいことになります。
\( 168n \) を素因数分解すると, \( 2^3 \times 3 \times 7 \times n \) なので,
\( n=2 \times 3 \times 7 \) のとき,\( 168n=2^4 \times 3^2 \times 7^2=(2^3 \times 3 \times 7)^2 \) となります。
よって,求める \( n \) の値は,\( n=2 \times 3 \times 7=42 \)
問8
連続する2つの偶数の積は,8の倍数である。さよさんは,このことを,次のように文字式を使って証明した。
このとき,あとの (1),(2) に答えなさい。
(証明)
\( n \) を整数とし, 連続する2つの偶数のうち, 小さい方を \( 2n \) とすると,もう一方の偶数は ア と表される。
このとき, 連続する2つの偶数の積は
\( 2n \times \)( ア )= イ \( n(n+1) \) ・・・ ①
【\( n,n+1 \) は連続する2つの整数だから,① の右辺の \( n(n+1) \) は2の倍数である。】
よって,\( m \) を整数とすると,\( n(n+1) \) は \( 2m \) と表される。
このとき,連続する2つの偶数の積は
\( 2n \times \)( ア )= \( 8m \)
\( m \) は整数だから,\( 2n \times \)( ア ) は8の倍数である。
したがって,連続する2つの偶数の積は,8の倍数である。
(証明終)
(1) 証明の ア , イ にあてはまる適切な数または文字式を入れて,証明を完成させなさい。
ただし, ア には,同じ数または同じ文字式があてはまるものとする。
【解答】
ア
偶数を小さい順に書き出してみると,\(2,4,6,8,・・・ \) と2ずつ増えているので,
連続する2つの偶数のうち, 小さい方を \( 2n \) とすると,もう一方の偶数は \( 2n+2 \) となります。
よって, ア にあてはまるのは, \( 2n+2 \)
イ
\( 2n \times (2n+2)=2n \times 2(n+1)=4n(n+1) \)
よって, イ にあてはまるのは,\(4\)
(2) 次の説明は,証明の【 】部において,\( n,n+1 \) が連続する2つの整数だと,\( n(n+1) \) は2の倍数となる理由を説明したものである。説明中の ウ に適切な文を入れなさい。
説明
連続する2つの整数 \( n,n+1 \) は, ウ 。
整数と偶数の積は2の倍数となるので,\( n(n+1) \) は2の倍数である。
【解答】
整数を順に並べてみると,偶数と奇数が交互に並んでいるので,
連続する2つの整数を選ぶと,どちらかは必ず偶数になります。
よって, ウ にあてはまるのは,「どちらかは必ず偶数になる」
問9
右の図Ⅲにおいて,\( △ABC \) の頂点 \( C \) を通り,\( △ABC \) の面積を二等分する線分と辺 \( AB \) との交点 \( D \) を, 定規とコンパスを用いて作図しなさい。
ただし, 作図に用いた線は明確にして, 消さずに残しておき,作図した点 \( D \) には記号 \( D \) を書き入れなさい。
【解答】
\( △ACD \) の底辺を \(AD\),\( △BCD \) の底辺を \(BD\) とすると,
\( △ACD \) と \( △BCD \) は,高さが共通なので,\( △ACD:△BCD=AD:BD \) になります。
つまり,点 \( D \) は辺 \( AB \) の中点になります。
中点は,垂直二等分線との交点なので,垂直二等分線を作図します。
垂直二等分線の作図手順
手順1 点 \( A \) を中心に弧を描く
手順2 点 \( B \) を中心に弧を描く
手順3 手順1と手順2の弧の交点を通る直線を描く
問10
右の図Ⅳのように,平行四辺形 \( ABCD \) の対角線の交点 \( O \) を通る直線をひき,2辺 \( AB,DC \) との交点をそれぞれ \( P,Q \) とする。
このとき, \( OP=OQ \) であることを. 次のように証明した。あとの(1)~(3)に答えなさい。
(証明)
\( △OAP \) と \( △OCQ \) で
対頂角は等しいので,
\( ∠AOP=∠COQ \) ・・・ ➀
a は等しいので,\( AB//DC \) から,
b ・・・ ➁
平行四辺形の c ので,
d ・・・ ➂
①,②,③より e がそれぞれ等しいので,
\( △OAP≡△OCQ \)
合同な図形では, 対応する辺は, それぞれ等しいので,
\( OP=OQ \)
(証明終)
(1) 証明の a , b にあてはまるものとして最も適切なものを,次のア~キからそれぞれひとつ選び,記号で答えなさい。
ア 平行線の同位角 イ 平行線の錯角 ウ 平行線の向かい合う辺
エ \( ∠OAP=∠OCQ \) オ \( ∠OPA=∠OQC \)
カ \( ∠OBA=∠ODC \) キ \( AP=CQ \)
【解答】
a ・・・ イ 平行線の錯角 b ・・・ エ \( ∠OAP=∠OCQ \)
(2) 証明の c , d にあてはまるものとして最も適切なものを,次のア~キからそれぞれひとつ選び,記号で答えなさい。
ア 2組の向かい合う辺は,それぞれ等しい
イ 2組の向かい合う角は,それぞれ等しい
ウ 対角線は,それぞれの中点で交わる
エ \( ∠ABC=∠CDA \) オ \( ∠OAP=∠OCQ \)
カ \( OA=OC \) キ \( AP=CQ \)
【解答】
c ・・・ ウ 対角線は,それぞれの中点で交わる
d ・・・ カ \( OA=OC \)
(3) 証明の e にあてはまる最も適切な語句を入れて,証明を完成させなさい。
【解答】
1組の辺の長さとその両端の角の大きさ
大問2
右の表は,ある中学校の3年生1組から4組の生徒各30人が,1か月に読んだ本の冊数について調べ,その結果をまとめたものである。
このとき,次の各問いに答えなさい。
問1 四分位範囲が最も大きいクラスは,1組から4組のうちどのクラスか,答えなさい。また,その四分位範囲を求めなさい。
【解答】
[四分位範囲]=[第3四分位数]-[第1四分位数] で求められます。
1組 ・・・ \( 8-4=4 \)
2組 ・・・ \( 7-3=4 \)
3組 ・・・ \( 9-4=5 \)
4組 ・・・ \( 8-4=4 \)
よって,四分位範囲が最も大きいクラスは,3組で,四分位範囲は5
問2 次の図Ⅰは,各クラスの結果を箱ひげ図に表したものである。1組の箱ひげ図を,図Ⅰ中のア~エからひとつ選び,記号で答えなさい。

【解答】
表に示されている各値と箱ひげ図が一致しているのは,エ
問3 あとの図Ⅱは,各クラスの結果をヒストグラムに表したものである。
このとき,次の(1)~(3)に答えなさい。
(1) 1組のヒストグラムを,図Ⅱ中のア~エからひとつ選び,記号で答えなさい。

【解答】
1組の最小値は2で,ヒストグラムで最小値が2になっているのは,
イと
ウ。
クラスの人数が30人なので,第3四分位数にあたるのは,多い方から8番目の人のデータです。
多い方から8番目の人のデータが9冊になっているのは,
イ

(2) 7冊の階級の相対度数が \( 0.2 \) であるクラスは,1組から4組のうちどのクラスか,答えなさい。
【解答】
[相対度数]=[度数]÷[データの総数] で求められます。
\(0.2=\) [度数]\( \div 30 \)
[度数]\( =0.2 \times 30=6\)
7冊の階級の度数が \(6\) になっているのは,ア。
アのヒストグラムは最大値が10なので,2組のものです。
(3) 4組の平均値を求めなさい。
【解答】
ア~エのヒストグラムのうち,最大値が11になっているのは、エ。
エのヒストグラムで,もっとも度数が多い6冊を基準とし,
7冊読んだ4人の1冊ずつを5冊読んだ人4人に移すと,
8人が6冊読んだのと同じことになります。
同様に,8冊読んだ4人の2冊ずつを4冊読んだ人4人に ・・・
と繰り返すと,全員が6冊読んだのと同じことになります。
よって,平均値は6冊になります。
大問3
高校生のじょうじさんは陸上競技部に所属しており,学校から公園までの片道900mの道を走って往復するトレーニングをしている。ある日じょうじさんは,16時に学校を出発し,この道を分速 300mの速さで立ち止まることなく走り2往復した。同じ日に,きょうこさんは,公園での清掃活動に参加するため,学校を出発し,じょうじさんと同じ道を通って公園に向かった。
次の図は,じょうじさんが学校を出発してからの時間 (分) と,学校からじょうじさんがいる地点までの道のり \( (m) \) の関係をグラフに表したものである。ただし,グラフはじょうじさんが学校を出発してからこの道を1往復したところまでしかかかれていない。
このとき,あとの各問いに答えなさい。

問1 じょうじさんが,この道を2往復走り終えて,学校に到着するのは何時何分か,求めなさい。
【解答】
グラフより,1往復するのに6分かかっているので,2往復では12分。
よって,学校に到着するのは,16時12分。
問2
きょうこさんは,じょうじさんより2分遅れて学校を出発し,学校から公園までの間にある時計店までは分速50m,時計店から公園までは分速75mの速さで,それぞれ立ち止まることなく歩き,公園に16時15分に到着した。
このとき,次の(1)~(4)に答えなさい。
(1) きょうこさんが,学校から時計店まで歩いた時間を \( a \) 分,時計店から公園まで歩いた時間を \( b \) 分とするとき,\( a \) と \( b \) の連立方程式をつくりなさい。
ただし,この問いの答えは,必ずしもつくった方程式を整理する必要はない。
【解答】
歩いた道のりとかかった時間の関係をそれぞれ方程式で表します。
【道のり】
分速50mで \( a \) 分歩いたとき,歩いた道のりは \( 50a \; m \),
分速75mで \( b \) 分歩いたとき,歩いた道のりは \( 75b \; m \),
学校から公園までは900mなので,
\( 50a+75b=900 \)
【時間】
16時2分に学校を出発し,16時15分に公園に到着したので,歩いた時間は13分。
学校から時計店までは \( a \) 分,時計店から公園までは \( b \) 分かかったので,
\( a+b=13 \)
よって,
\begin{eqnarray*}
\left\{
\begin{array}{l}
50a + 75b = 900 \\
a + b = 13
\end{array}
\right.
\end{eqnarray*}
(2) 学校から時計店までの道のりは何 \( m \) か,求めなさい。
【解答】
連立方程式を解くと, \( a=3,b=10 \) なので,
学校から時計店までかかった時間は3分。
分速50mで歩いたので,その道のりは150m。
連立方程式の途中式
\( 50a+75b=900 \) ・・・ ➀
\( a+b=13 \) ・・・ ➁
➁ \( \times 50 \)
\( 50a+50b=650 \) ・・・ ➁’
➀ \(-\) ➁’
\( 25b=250 \)
\( b=10 \)
➀に代入
\( a+10=13 \)
\( a=3 \)
(3) きょうこさんが,学校を出発してから公園に到着するまでに,じょうじさんとすれ違う,または追いこされるのはあわせて何回か,求めなさい。
【解答】
グラフに,じょうじさんが2往復目をした様子と
きょうこさんが公園まで移動した様子を
書き足します。
このとき,求める回数はグラフの交点の個数に
なります。
よって,3回。
(4) きょうこさんが,学校を出発して,じょうじさんと最初にすれ違ってから,その後追いこされるまでにかかった時間は何分か,求めなさい。
【解答】
きょうこさんがじょうじさんと最初にすれ違ったのは
●の時間,その後追いこされたのは
●の時間です。

赤の直線は,\( (5,150) \) と \( (15,900) \) を通っているので,\( y=75x-225 \) ・・・ ①
青の直線は,\( (3,900) \) と \( (6,0) \) を通っているので,\( y=-300x+1800 \) ・・・ ➁
緑の直線は,\( (6,0) \) と \( (9,900) \) を通っているので,\( y=300x-1800 \) ・・・ ➂
赤と青の直線の交点の \( x \) 座標は,
\( 75x-225=-300x+1800 \)
\( 375x=2025 \)
\( x=\dfrac{27}{5} \)
赤と緑の直線の交点の \( x \) 座標は,
\( 75x-225=300x-1800 \)
\( 225x=1575 \)
\( x=7 \)
よって,
●から
●までかかった時間は,\( 7-\dfrac{27}{5}=\dfrac{8}{5} \) 分
大問4
右の図Ⅰのように,底面の半径が \( 2cm \),母線の長さが \( 8cm \) の円錐 \( P \) と,円錐 \( P \) の内部で側面にぴったりと接している球 \( O \) がある。点 \( O \) は,円錐 \( P \) の頂点 \( A \) と底面の中心 \( C \) を結ぶ線分 \( AC \) 上にあり,球 \( O \) は,円錐 \( P \) と母線 \( AB \) の中点 \( M \) で接している。
このとき,次の各問いに答えなさい。
問1 円錐 \( P \) の高さを求めなさい。
【解答】
\( AC^2=AB^2-BC^2 \)
\( =8^2-2^2 \)
\( =60 \)
\( AC= \sqrt{60}=2\sqrt{15} \; (cm) \) \( ( AC>0 \) より \( ) \)
問2 球 \( O \) の半径を求めなさい。
【解答】
\( ∠A \) が共通,\( ∠ACB=∠AMO=90° \) より,
\( △ABC \) ∽ \( △AOM \) なので,
球 \( O \) の半径を \( r \) とすると,
\( AM:OM=AC:BC\)
\( 4:r=2\sqrt{15}:2\)
\( 2\sqrt{15}r=8\)
\( r=\dfrac{4}{\sqrt{15}}=\dfrac{4\sqrt{15}}{15} \; (cm) \)
問3 右の図Ⅱのように,図Ⅰの円錐 \( P \) を,点 \( M \) を通り底面と平行な平面で2つに分けて,頂点 \( A \) を含まない立体を立体 \( Q \) とする。
このとき,次の(1),(2)に答えなさい。
(1) 立体 \( Q \) の側面積を求めなさい。
【解答】
側面の展開図を考えると,求める面積は,
大きいおうぎ形から小さいおうぎ形を引いたものになります。
大きいおうぎ形の弧の長さは,
立体 \( Q \) の底面の周の長さと等しいので,\( 2\pi \times 2=4\pi \; (cm) \)
また,半径は立体 \( P \) の母線の長さ \(8cm\) であり,
周の長さは \( 2\pi \times 8=16\pi \; (cm) \) なので,
中心角は,\( 360° \times \dfrac{4\pi}{16\pi}=90° \)
よって,
[求める面積]
\( = \)[大きいおうぎ形の面積] \( – \)[小さいおうぎ形の面積]
\( =\pi \times 8^2 \times \dfrac{90}{360} – \pi \times 4^2 \times \dfrac{90}{360} \)
\( =16\pi – 4\pi \)
\( =12\pi \; (cm) \)
(2) 図Ⅲは立体 \( Q \) を線分 \( MB \) で切ったときの側面の展開図で,点 \( D,E\) は,展開図を組み立てたときに,点 \( M,B \) とそれぞれ重なる点である。線分 \( ME \) の長さを求めなさい。
【解答】
(1) より,側面の展開図は中心角が \( 90° \) なので,
\( △AME\) において,三平方の定理より,
\( ME^2=AM^2+AE^2 \)
\( =4^2+8^2 \)
\( =80 \)
\( ME= \sqrt{80}=4\sqrt{5} \; (cm) \) \( ( ME>0 \) より \( ) \)
大問5
1辺の長さが \( 4 \; cm \) の正方形がいくつかあり,正方形の辺と辺がぴったりと合わさるように並べてさまざまな図形をつくる。2点 \( P,Q \) はこの図形の頂点 \( O \) を同時に出発し,点 \( P \) は時計回りに,点 \( Q \) は反時計回りにそれぞれ毎秒 \(1 \; cm \) の速さでこの図形の周上を移動し,2点 \( P,Q \) が同じ位置に重なったときに止まる。右上の図は,正方形を4個並べてつくった図形の例のひとつである。
また,2点 \( P,Q \) が頂点 \( O \) を出発してから \( x \) 秒後の \( △OPQ \) の面積を \( y \; cm^2 \) とする。ただし,2点 \( P,Q \) が同じ位置に重なったときは, \( y=0 \) とする。
このとき,次の各問いに答えなさい。
問1 正方形を3個並べてつくった右の図形Ⅰにおいて,次の(1)~(3)に答えなさい。
(1) \( x=2 \) のときと,\( x=6 \) のときの \( y \) の値を,それぞれ求めなさい。
【解答】
● \( x=2 \) のとき
\( OP=OQ=2cm \) なので,
\( y=2 \times 2 \times \dfrac{1}{2}=2 \; (cm^2) \)
● \( x=6 \) のとき
\( OQ=6cm \),高さは \( 4cm \) なので,
\( y=6 \times 4 \times \dfrac{1}{2}=12 \; (cm^2) \)
(2) \( 0≦x≦4 \) における \( x \) と \( y \) の関係を式で表しなさい。
【解答】
出発後 \( x \) 秒後,\( OP=OQ=x \, cm \) なので,
\( y=x \times x \times \dfrac{1}{2} \)
\( y=\dfrac{1}{2}x^2 \)
(3) \( 0≦x≦12 \) における \( x \) と \( y \) の関係を表したグラフ (実線部分)として最も適切なものを,次のア~エからひとつ選び,記号で答えなさい。
ただし,ア~エのグラフ中の点線で表された直線①は,傾き1の直線を表している。

【解答】
\( 4≦x≦12 \) において,
\( OQ=x \, cm \),高さは \( 4cm \) なので,
\( x \) と \( y \) の関係を表す式は,
\( y=x \times 4 \times \dfrac{1}{2} \)
\( y=2x \)
\( 4≦x≦12 \) において,点線よりも傾きが大きいのは,イ。
問2
正方形を3個並べてつくった右の図形Ⅱにおいて,次のノートは,きよしさんが,\( 8≦x≦12 \) における \( x \) と \( y \) の関係を式で表そうと考えたものである。ノート中の ア ~ ウ にあてはまる式を,それぞれ \( x \) を用いて表しなさい。
ただし,点 \( A,B,C,D,E,F,G \) はそれぞれ正方形の頂点である。
ノート
\( △OPQ \) の面積 \( y \; cm^2 \) を次のように考える。
\( PQ \) を延長した直線と \( OE \) を延長した直線の交点を \( R \) とするとき,
\( ( △OPQ \) の面積 \( y ) =( △OPR \) の面積\( )-( △OQR \) の面積\( ) \: (cm^2) \)
と考えることができる。このとき,線分 \( EQ,DP,
OR \) の長さ \( (cm) \) をそれぞれ \( x \) を用いて表すと,
\( EQ=x-8,DP= \) ア , \( OR= \) イ と表せる。
これらを用いて \( y \) を \( x \) で表すと, \( y= \) ウ と表すことができる。
【解答】
ア
\( 8≦x≦12 \) において,点 \( P \) は \( BC \) 間にあります。
点 \( P \) が \( x \) 秒間に移動した合計 \( x \, cm \)は,
\( OA+AB+BP \) で表されるので,
\( x=OA+AB+BP=4+4+BP=8+BP \) より,\( BP=x-8 \; cm \)
よって,\( DP=DB+BP=4+x-8=x-4 \; cm \)
イ
\( EQ//BP,EQ//BP \) より,\( PQ//BE \) なので,\( ∠BED=∠QRE=45° \) であり,
\( △QRE \) は 直角二等辺三角形なので,\( ER=EQ=x-8 \; cm \)
よって,\( OR=OE+ER=8+x-8=x \; cm \)
ウ
\( △OPR = x \times (x-4) \times \dfrac{1}{2}=\dfrac{1}{2}x(x-4)\)
\( △OQR = x \times (x-8) \times \dfrac{1}{2}=\dfrac{1}{2}x(x-8)\)
となるので,
\( △OPQ = △OPR - △OQR \) より,
\( y=\dfrac{1}{2}x\{(x-4)-(x-8)\} \)
\( =\dfrac{1}{2}x \times 4 \)
\( =2x \)
問3
正方形を8個並べてつくった,次の図形Ⅲおよび図形Ⅳにおいて,\( 24 <x<28 \) のとき,図形Ⅲにおける \( △OPQ \) の面積を \( S_1 \: cm^2 \) ,図形Ⅳにおける \( △OPQ \) の面積を \( S_2 \: cm^2 \) とする。
\( S_1:S_2 \) を最も簡単な整数の比で答えなさい。

【解答】
●
図形Ⅲ
\( OQ=x \; cm \),高さは \( 4cm \) なので,
\( S_1=x \times 4 \times \dfrac{1}{2}=2x \)
● 図形Ⅳ
問2と同じ考え方から,
\( △OPR = x \times (x-12) \times \dfrac{1}{2}=\dfrac{1}{2}x(x-12)\)
\( △OQR = x \times (x-16) \times \dfrac{1}{2}=\dfrac{1}{2}x(x-16)\)
となるので,
\( △OPQ = △OPR - △OQR \) より,
\( S_2=\dfrac{1}{2}x\{(x-12)-(x-16)\} \)
\( =\dfrac{1}{2}x \times 4 \)
\( =2x \)

よって,\( S_1:S_2=1:1 \)