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静岡大 総合科学技術研究科 理学専攻 数学コース 数学 2024年第2回募集 院試 過去問 解答例・解説(全4問)

全4問の分野は英語1問、線形代数1問、微分積分・解析1問です。二次形式、ラグランジュの未定乗数法が出ています。2024年第1回募集と共通するテーマは二次形式です。解説はすべて、途中式と最終答は大問1問ぶんを公開しています。残りは解答PDFに収録しています。問題本文は含みません。

最終更新:

第1問 — 英語による証明

方針

英語で書く問題でも、証明の骨格は日本語の答案と同じでよい。第(1)問はスカラー倍の連続性、第(2)問は「連続写像は開集合の逆像を開集合にする」という定義をそのまま使う。

答案上の注意

第(1)問で α=0\alpha=0 の場合を別扱いしなくても、分母を ∣α∣+1|\alpha|+1 としておけば一行で処理できる。第(2)問は、逆像の公式だけを書いて終わるよりも、対象の集合が YY の開集合であることを先に明記すると減点されにくい。

解答

(1)

Let g(x)=αf(x)g(x)=\alpha f(x). Take any point a∈Ra\in \mathbb{R} and any positive number ε\varepsilon. Since ff is continuous at aa, there is a positive number δ\delta such that ∣x−a∣<δ⟹∣f(x)−f(a)∣<ε∣α∣+1. |x-a|<\delta \quad\Longrightarrow\quad |f(x)-f(a)|<\frac{\varepsilon}{|\alpha|+1}. Then ∣g(x)−g(a)∣=∣α∣ ∣f(x)−f(a)∣≤(∣α∣+1)∣f(x)−f(a)∣<ε. |g(x)-g(a)| =|\alpha|\,|f(x)-f(a)| \le (|\alpha|+1)|f(x)-f(a)| <\varepsilon . Therefore gg is continuous at aa. Since aa was arbitrary, αf\alpha f is continuous on R\mathbb{R}.

(2)

Because ff is continuous, the inverse image of every open set of YY is open in XX. The set (V1∪V2)∩V3 (V_1\cup V_2)\cap V_3 is open in YY, since it is obtained from open sets by taking a union and then an intersection. Hence its inverse image under ff is open in XX. Equivalently, f−1((V1∪V2)∩V3)=(f−1(V1)∪f−1(V2))∩f−1(V3) f^{-1}\bigl((V_1\cup V_2)\cap V_3\bigr) = \bigl(f^{-1}(V_1)\cup f^{-1}(V_2)\bigr)\cap f^{-1}(V_3) is open in XX.

最終答

いずれも連続性の定義と、開集合が和・有限交叉で閉じていることから従う。

第2問 — 解析

方針

4小問はそれぞれ、コンパクト性、べき級数の端点判定、二次形式つき線形関数最大化、置換積分が主題である。特に第(3)問はラグランジュ未定乗数法でも解けるが、二次形式の内積として見ると計算が短い。

典型ミス

第(2)問では x=1x=1 と x=−1x=-1 の端点を必ず別々に判定する。収束半径だけでは端点は決まらない。第(4)問は根号内を y3+y2+1y^3+y^2+1 と見て、外側の係数がその微分の半分になっていることに気づくのが最短である。

解析の途中式・最終答をPDFで見る

第3問 — 線形代数

方針

線形写像は「基底の行き先で完全に決まる」という事実を、定義から順に確認する問題である。第(3)問と第(4)問を合わせると、Hom⁡(V,W)\operatorname{Hom}(V,W) を WmW^m と同一視できる。

答案上の注意

第(6)問では標準的な同型は基底の選び方に依存する。問題は「同型であること」を示すだけなので、同じ有限次元を持つことから存在を示せば十分である。基底を使って具体的に ϕ∈V∗⟼(ϕ(v1),…,ϕ(vm)) \phi\in V^\ast \longmapsto (\phi(v_1),\ldots,\phi(v_m)) と座標化してもよい。

線形代数の途中式・最終答をPDFで見る

第4問 — 位相

方針

標準定理「コンパクト空間からハウスドルフ空間への連続全単射は同相」を、構成要素に分けて証明する問題である。第(1)問と第(2)問が、その定理の前提として使われる。

反例の選び方

第(4)問は位相を粗くした2点空間、第(5)問は半開区間を円周へ巻く写像を使うと簡潔である。反例では、連続性・全単射性・同相でない理由をそれぞれ明示することが重要である。特に第(5)問では、円周上では同じ点へ近づく列でも、パラメータ区間では端点 2π2\pi 側へ逃げるため、逆写像の連続性が破れる。

位相の途中式・最終答をPDFで見る

年度別の解答例(7年度)

2024年第2回募集の出題内容

全4問

この4問の分野は英語1問・線形代数1問・微分積分・解析1問です。

大問分野主題解説の小見出し最終答
第1問英語英語による証明答案上の注意あり
第2問微分積分・解析解析—あり
第3問線形代数—答案上の注意あり
第4問—位相反例の選び方あり

2024年第2回募集の解説には典型ミス1件が付いています。

同じテーマを出した他大学・他年度

2テーマ

2024年第2回募集は1問に2テーマが出ています。

前年度(2024年第1回募集)との違い

大問数
2024年第1回募集 4問 → 2024年第2回募集 4問
両年度に出たテーマ
二次形式
2024年第2回募集で新しく出たテーマ
ラグランジュの未定乗数法
2024年第1回募集の解答例

静岡大学の公式過去問

公開年度範囲
2024〜2026年度入試(各年度とも一般入試+一般入試2次募集の筆記試験(専門)を公開)
公式の解答例
非公開(問題冊子のみ)
院試hubの最終確認
2026-08-13
静岡大学の公式過去問PDF