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京大には一般入試だけでなく「特色入試」というものがあります。
この入試は,数学が特に優秀な受験生を対象としています。
一般入試と異なり,たった 5 名しか合格しない狭き門です。
当然問題も超ハイレベル。日本の大学入試数学の中でもトップレベルに難しいですね。
今回は,2020年度京大特色入試(理学部,数理科学入試)の第 3 問を解説していきます。
テーマは整式。次数の大小関係が有る 2 つの整式 fx), g(x) についての不等式を証明するのが目標です。
証明せよと言われている事実は,感覚的にはごく当たり前のこと。
でも,大真面目に(論理的に,厳密に)証明しようとするととても大変です。
特に,「整式において |x| を大きくすれば,最高次数の値を残りの値に比べて十分小さくできる」という性質の証明が山場ですね。
高校数学ではあまり見ないタイプの証明問題ですが,大学教養レベルの数学の雰囲気を体感できます。
数学に自信のある人は,ぜひチャレンジしてみてください!
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【プロフィール】
林 俊介 (はやし しゅんすけ)
オンライン家庭教師を運営する会社の社長。
大学の講師もやっています。
2015年 筑波大学附属駒場高等学校 卒
2015年 東京大学理科一類 入学
2019年 東京大学理学部物理学科 卒
・2014年 日本物理オリンピック金賞
・2014年 東大実戦模試物理1位
・東大入試本番では数学で 9 割を獲得
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<目次>
00:00 今回は 2020年度 京大特色入試 [3]
01:21 (1) 不等式の意味をイメージする
05:10 (1) (i) k = 0 のとき
06:12 (1) (ii) k ≥ 1 のとき
16:50 (1) のポイント:因数分解→約分
18:15 (2) 主張の意味をイメージする
20:14 (2) (1) の結果をどう利用するか
28:12 (2) 整式の係数を文字でおく
37:09 (2) f(x) についての補題と証明
50:46 (2) g(x) についての補題と証明
63:44 (2) 2 つの補題をどう利用するか
71:21 (2) 多くの x で g(x) が整数になる
83:22 (2) の終盤のまとめ
85:22 おわりに:証明を学ぶということ