令和５年度 技術士一次試験 基礎科目
ポイント解説
１群 設計・計画に関するもの
Ｒ０５年 基礎科目問題（日本技術士会）
Ⅰ－１－１ 鉄鋼とCFRPの特徴
解答：⑤
（ア）は比強度であるから当然強度が分子にくる。強度が大きくなると比強度も大きくなる。
（イ）はなぜCFRPとするかを考えれば、当然ここに入るのはCFRP
（ウ）は約１０倍（12800/1180＝10.8）となった。
| |
鉄鋼 |
CFRP |
| 価格 |
60 |
16000 |
| 密度 |
7900 |
1600 |
| 強度 |
400 |
2000 |
| 比強度 |
0.051
(400/7900) |
1.25
(2000/1600) |
| 比強度当たり価格 |
1180
(60/0.051) |
12800
(16000/1.25) |
|
Ⅰ－１－２ 細い針金の座屈
解答：④
同じ問題が「基礎科目問題を極める」ｐ６９のR01-1-1-4にあります。
Ⅰ－１－３ 材料の機械的特性
解答：③
同じ問題が「基礎科目問題を極める」ｐ２６４のH29-1-1-4にあります。
Ⅰ－１－４ 冗長系の信頼度計算
解答：④
類似の問題が「基礎科目問題を極める」ｐ１１のH18-1-1-1にあります。数値が変えてあります。
0.7^2×（0.7+30×.3）=0.784
となります。
Ⅰ－１－５ 安全性に関する用語
解答：①
同じ問題が「基礎科目問題を極める」ｐ１６のH22-1-5-4にあります。
Ⅰ－１－６ 相関係数の意味
解答：②
ボーナス問題であると思います。
Excelを使い慣れていると、汎用する相関係数です。
②が正解であることは一目瞭然ですね。
念のために、
①は -1≦r≦1 です。
④は、回帰分析における決定係数は、モデルが目的変数の変動をどの程度説明できるかを示す指標です。
一般的に、0から1の値を取ります。
決定係数は、実際の観測値と回帰モデルによって予測された値の間の相関関係を表し、その相関の強さを示します。
２群 情報・論理に関するもの
Ｒ０５年 基礎科目問題（日本技術士会）
Ⅰ－２－１ 情報セキュリティー
解答：①
セキュリティに関する過去問は「基礎科目問題を極める」ｐ１０６～１１１にまとめて解説しています。
本出題は過去問とは少し趣を異にしています。
この分野は日進月歩、常に新しい情報を確認しておく必要があります。
①と③は正しいように見えるのですが、設問は「最も適切なもの」となっており、模範解答では①が示されています。
①これは正しいと言えます。一部のサービスや組織では、定期的なパスワード変更を求める方針をとっていることがありますが、最近の情報セキュリティのベストプラクティスでは、定期的なパスワード変更の必要性について見直しが進んでいます。一度に十分に複雑で使いまわしのないパスワードを設定し、マルウェアやフィッシングなどの攻撃を受けずに、パスワードが流出するような明らかな危険性がなければ、定期的なパスワード変更は必ずしも推奨されるものではありません。
②PINコードは4〜6桁の数字からなるパスワードの一種ですが、総当たり攻撃などの手法で比較的容易に破られやすいことが知られています。総当たり攻撃は、全ての組み合わせを試行することでパスコードを特定しようとする手法であり、桁数が少ない場合は安全性が低くなります。PINコードは多くの場合、ATMやスマートフォン、デビットカードなどで使用されます。
③これも正しそうに見えます。生体認証技術（指紋、虹彩、静脈など）は、個人の固有の生体情報を使用して認証を行うため、本人が認証時に現れない限り、通常は認証が成功しない仕組みになっています。高度な攻撃手法や模倣技術を用いた攻撃（フェイク指紋や虹彩の模造など）により、誤認識が発生する可能性はあります。ここまでくるとスパイ映画の世界ですが。
④やや不安があります。一要素認証である二段階認証と、二要素認証である一段階認証の比較について正確な判断を下すのはやや複雑です。一般的に、二段階認証は、二要素認証の一つであり、二つ目の認証が一つ目の認証よりも追加の手順として行われます。例えば、最初にパスワードを入力し、次にSMSで送られてくる認証コードを入力する、といった方式がそれに当たります。本設問では二段階認証であって一要素認証と言っていますから、認証制度は劣ります。
⑤残念ながら、WEP（Wired
Equivalent Privacy）は現代の標準的なセキュリティ要件を満たしておらず、セキュリティ上の大きなリスクを孕んでいます。WEPは非常に脆弱であり、簡単に解読され、攻撃される可能性が高いです。実際、WEP暗号化は古くからセキュリティの問題が指摘されており、現在でも攻撃が容易です。
関連問題が「基礎科目問題を極める」ｐ１０８のH17-1-2-5にあります。
Ⅰ－２－２ アルゴリズム
解答：④
アルゴリズムに関する問題、特に過去問で出題されたフローチャートを数値を入れてたどる問題は、
「基礎科目問題を極める」ｐ１３６～１４６にまとめて解説しています。ユークリッドの互除法の解説はｐ１３７で行っています。
フローチャートに少し慣れておくだけで、この問題は間違いなく得点源となります。
ためしに、A=6、B=4 を初期値として、フローチャートをたどってみてください。
２周目に R=0 となり、計算が終了します。この時に B=2 でこれが最大公約数です。
Ⅰ－２－３ ISBNとmod
解答：⑤
類似問題が「基礎科目問題を極める」ｐ１０５のH26-1-2-3にあります。
本出題は mod を用いることにより、より簡単に解けるようにしてくれています。
mod が何であるかを知っていれば、非常に簡単な問題です。
ISBNの
数値 |
9 |
7 |
8 |
4 |
1 |
0 |
3 |
3 |
4 |
1 |
9 |
4 |
? |
数式上の
数値 |
9 |
21 |
8 |
12 |
1 |
0 |
3 |
9 |
4 |
3 |
9 |
12 |
? |
| mod 10 |
-1 |
1 |
-2 |
2 |
1 |
0 |
3 |
-1 |
4 |
3 |
-1 |
2 |
? |
|
mod 10 の数値を足し合わせると
11+?≡0
?を9とすると、11+?は20で、mod 10≡0
従って、?=9 である。
Ⅰ－２－４ データ圧縮
解答：①
関連問題が「基礎科目問題を極める」ｐ８５のH17-1-2-1にあります。
①はいかなる情報であっても、コンピュータ上では2進数として取り扱われます。したがって、圧縮しようとするデータの由来については、特に気にかける必要はありません。従って、この設問が不適切です。
なお、記号の生起確率とは、あるデータで特定の記号（例えば、文字、数字、あるいは他の記号）が出現する確率のことです。データセットや文書、信号、あるいは任意のデータにおいて、特定の記号や文字が現れる頻度をそのデータ全体の大きさで割ることで計算されます。
②はいいですね。
③と④は対になっていますので、両方ともに正解か、両方ともに不正解かです。
⑤は、JPEGはJoint Photographic Experts Group、MPEGはMoving Picture Experts Groupの略です。
Ⅰ－２－５ 論理計算式での計算
解答：①
新傾向の出題ですが、恐れるに足りません。粛々と作業すれば答えに至ります。
XOR tと AND が理解できているかです。
都合により、排他的論理和記号は●で表します。
４通りの組み合わせを計算します。
排他的論理和（XOR）
| a |
b |
r |
| 0 |
0 |
0 |
| 0 |
1 |
1 |
| 1 |
0 |
1 |
| 1 |
1 |
0 |
|
論理積演算（AND)
| a |
b |
r |
| 0 |
0 |
0 |
| 0 |
1 |
0 |
| 1 |
0 |
0 |
| 1 |
1 |
1 |
|
演算の定義で各列の演算に分解できるとしていますので、まず次の４通りを計算します。
全ての組み合わせで、得られる値は 0 となります。
従って、答えは①です。
| a |
b |
(((a●b)●b●a)・a |
((r●b)●a)・a |
(r●a)・a |
r・a |
r |
| 0 |
0 |
(((0●0)●0●0)・0 |
((0●0)●0)・0 |
(0●0)・0 |
0・0 |
0 |
| 0 |
1 |
(((0●1)●1●0)・0 |
((1●1)●0)・0 |
(1●1)・1 |
0・0 |
0 |
| 1 |
0 |
(((1●0)●0●1)・1 |
((1●0)●1)・1 |
(1●1)・1 |
0・1 |
0 |
| 1 |
1 |
(((1●1)●1●1)・1 |
((0●1)●1)・1 |
(1●1)・1 |
0・1 |
0 |
|
Ⅰ－２－６ 集合と元の戸数
解答：④
「基礎科目問題を極める」ｐ１２０のH22-1-2-3に非常によく似た問題があり、これでほぼ問題を解くことができます。これに従って計算すると 490 が求まります。そして問題では、A、B、Cの外にも元の数が 400 あると言っていますので、先ほどの答えにこれを加えると集合全体のVの元の個数は 890 となります。計算式は次の通りです。
（300+180+120-60-40-20+10）+400=890
３群 解析に関するもの
Ｒ０５年 基礎科目問題（日本技術士会）
Ⅰ－３－１ 逆行列を求める
解答：④
「基礎科目問題を極める」 ｐ２０６のH30-1-3-3に同じです。
Ⅰ－３－２ 二重積分
解答：②
「基礎科目問題を極める」 ｐ１９４のH28-1-3-4で重積分が出題されたことがありますが、今回の問題はそれよりも少し難しい形となっています。
∫∫ｘｄｘｄｙ＝∫∫ｘｄｙｄｘ
＝∫［ｘｙ］ｄｘ
＝∫ｘ√（1-ｘ＾２）ｄｘ |
0≦ｘ≦1、0≦ｙ≦√（1-ｘ＾2）
0≦ｘ≦1、0≦ｙ≦√（1-ｘ＾2）
0≦ｘ≦1 |
|
ここで本来であればｔ＝ｘ＾2と置いて置換積分するのですが、解答時間が限られているため別の手段を講じる。
次表を作成し、その平均値を求めた。計算機には√を求める機能も付いているので、この計算は簡単である。
計算の結果、下表に示すように0.34がこの積分の近似値として得られたので、②の1/3を答えとして選んだ。
| ｘ |
0 |
0.1 |
0.3 |
0.5 |
0.7 |
0.9 |
1 |
| ｘ√（1-ｘ＾2） |
0 |
0.100 |
0.286 |
0.4330 |
0.500 |
0.392 |
0 |
| ５点 平均値 |
|
0.34 |
|
|
正攻法
t=x^2と置く。
dt=2xdt
上式は次のように書き換えられる。
=∫x√(1-t)dt/(2x)
=(1/2)∫√(1-t)dt
次いで
u=1-t と置く。
du/dt = -1
(1/2)∫√(1 - t) dx
= -(1/2)∫√u du
=［-(1/3) * u^(3/2)］
=1/3 |
(t=0 to 1)
(t=0 to 1)
(u=1 to 0)
(u=1 to 0)
|
|
Ⅰ－３－３ 数値解析の制度
解答：①
本問題は誤差に関する理解を問うものです。
①複数の式が数学的に等価であるということは、数学的な観点から見て同じ値を表していることを意味します。つまり、それらの式は異なる形をしていても、同じ数や数値、または同じ変数に対して同じ結果をもたらします。たとえば極端な例を考えると
x と （ｘ＋超大きな値ｙ) - 超大きな値ｙ あるいは
x と （ｘ＋超小さな値ｙ) - 超小さな値ｙ など
は等価となります。しかしながら、設問②や③に関わるような誤差が計算途上で入り込んでくると、後ろで示した式の値は、ｘ とは同じにならない可能性が出てきます。従って、①は不適切と言うことになります。
誤差に関しては「基礎科目問題を極める」 ｐ９６～９８にまとめています。ここに②や③の設問も含まれています。
④はなんとも不思議な記述ですが、x+y=2 と x＋２ｙ＝３ の連立方程式を解いて ｘ と ｙ を求めるのに、逆行列が必要なのか、と理解しました。
⑤は過去に複数回の出題がなされ、 「基礎科目問題を極める」 ｐ１７４のH27-1-3-3、ｐ１７５のH18-1-3-1、ｐ１７６のR01再-1-3-3にその記載があります。
Ⅰ－３－４ ヤング率で伸びを計算
解答：⑤
非常に基本的な問題です。得点源です。
「基礎科目問題を極める」 ｐ１４７にヤング率の解説が、ｐ１５８のH16-1-3-2に類似問題があります。公式に与えられた数値をだ乳するだけです。長さｍｍを使用していることを忘れなければ大丈夫です。
Ⅰ－３－５ モータのトルク計算
解答：②
②与えられた式 τ = (1 * n) × I × (ω2 - ω1) / T は、角加速度を表す式の一般的な形です。ここで、τ はトルク（torque）、I は慣性モーメント（inertia）、ω2 と ω1 はそれぞれ終了と開始の角速度、 T は時間を表しています。1/nはモーターへの負荷のかかり具合を示す係数です。
一見とんでもなく難しそうな問題には見えますが、①から⑤までの設問で変化しているのは ｎ に関する項のみです。従って、常識的に考えれば答えは自ずと出てきます。
Ⅰ－３－６ 電気抵抗の大小比較
解答：③
「基礎科目問題を極める」 ｐ２１７のH29-1-3-4に同じ問題があります。
４群 材料・化学・バイオに関するもの
Ｒ０５年 基礎科目問題（日本技術士会）
Ⅰ－４－１ 原子数と質量数
解答：③
「基礎科目問題を極める」 ｐ２２６のH28-1-4-2に同じです。
高等学校で一番最初に習った化学の基礎知識です。
Ⅰ－４－２ コロイドに関する知識
正解：⑤
新規出題です。
チンダル現象は高校で習ったような気もしますが。
① 高校化学 ５分で分かるコロイドと凝析
②④ 高校化学 ５分で分かるコロイドの透析と電気泳動
③ 高校化学 ５分で分かるコロイドのチンダル現象とブラウン運動
⑤流動性のない固体状態のコロイドを「ゾル」と呼ぶことは一般的ではありません。ゾルは一般に、溶媒中に分散された粒子が部分的に流動性を持ち、溶媒とは明確な境界を持つが流動性はある状態を指します。流動性のない固体状態のコロイドは、「ゲル」と呼ばれることが一般的です。ゲルは、溶媒中に分散された粒子が三次元的なネットワーク構造を形成し、部分的に流動性を持たず、固体構造を保っている状態を表します。
Ⅰ－４－３ 鉄の結晶構造等
正解：③
この問題は知識を持っていないと解けないかもしれません。多くの受験者にとっては、近寄ってはならない難問かもしれません。
「基礎科目問題を極める」 ｐ２５４のH29-1-4-3で（ア）の解答は得られます。
（イ）（ウ）は常識的にわかるとして、正解は①か③となります。
（エ）は難しいですね。「純鉄の結晶構造」に、結晶構造は勿論、温度と相転移の関係その他が図入りで示されています。
Ⅰ－４－４ 腐食の基礎知識
解答：①
「基礎科目問題を極める」 ｐ２６０のH30-1-4-3に同じです。
アルマイトの弁当箱。表面が酸化処理されているため、錆に強くなっています。
Ⅰ－４－５ タンパク質と酵素
解答：③
「基礎科目問題を極める」 ｐ２８２のR01-1-4-6より、（ａ）アミノ酸と（イ）ペプチドは分かるので、答は③か④に絞られる。酵素が生体内で触媒の働きをしていることを知っていれば答えは③と導き出される。
ペプチド結合は高校の化学の範囲であるので、難問ではない。
Ⅰ－４－６ PCR法
解答：⑤
「基礎科目問題を極める」 ｐ２８０のH29-1-4-6に石部記載があります。また、R02-1-4-6で同じ問題が出題されています。
５群 環境・エネルギー・技術に関するもの
Ｒ０５年 基礎科目問題（日本技術士会）
Ⅰ－５－１ 生物多様性
解答：③
設問が長いので、読むだけでも大変です。
出題元の生物多様性国家戦略２０２３－２０３０は環境省より令和５年３月３１日に出された２２２ページからなるレポートです。
③の出題はｐ１４からで、次のように記されています。下線を付けた部分が異なっています。
ＰＭ２．５ ⼤気中に浮遊する微粒⼦のうち、粒⼦径が概ね２．５µｍ以下のもの。呼吸器系など健康へ の悪影響が⼤きい。粒⼦サイズが⼩さいので、⻑く⼤気中を浮遊していられるために、発⽣
源から離れた場所でも汚染の影響を受けます。 里地里山は、奥山自然地域と都市地域との中間に位置し、地域集落とそれを取り巻く二次林、それらと混在する農地、ため池、草原などで構成される地域で、我が国の生物多様性保全上重要な地域であるが、農地、水路・ため池、農用林などの利用縮小等により、里地里山を構成する野生生物の生息・生育地が減少した。
Ⅰ－５－２ 大気汚染物質
解答：⑤
「基礎科目問題を極める」 ｐ２９６－２９７で①～⑤の簡単にして十分な用語解説をしています。
⑤に関しては次のように記しており、下線の部分が正解です。
ｐ２９７より
ＰＭ２．５ 大気中に浮遊する微粒子のうち、粒子径が概ね２．５µｍ以下のもの。呼吸器系など健康へ の悪影響が大きい。粒子サイズが小さいので、長く大気中を浮遊していられるために、発生 源から離れた場所でも汚染の影響を受けます。
Ⅰ－５－３ 日本のエネルギー
解答：①
毎日新聞を読んでいても、この手の問題はどこかで集中的に勉強しなければ、知識としては不確実性を遺すことになります。
①日本国内で太陽光パネルや太陽電池の生産が活発に行われているかとの問いですが、中国等海外からの製品が投入され、日本企業が苦戦しているのが事実です。
少し古い情報とはなりますが、
土俵際の国内太陽電池メーカー、起死回生託す“最後のとりで” 海外勢の勢い止まらず ２０１９年
Ⅰ－５－４ 天然ガスの体積計算
解答：②
「基礎科目問題を極める」 ｐ３０６のH29-1-5-3に同じです。
ガス１モルが標準状態において22.4リットルの体積を占めることを知っていれば、簡単に答えに至ります。
なお、メタン１モルは16グラムです。
Ⅰ－５－５ 日本の出来事年代順
解答：①
今年初めて出題された、新傾向の問題です。
（ウ）はなんとなく古そう、（イ）は一番遅くに、は何とかわかるのですが、これで①か②で、正解となる確率50%。これは難問であると思います。
（ウ工場法 1911年、（エ）第１回全国安全週間 1928年、（オ）工業標準化法 1959年、
（ア）労働安全衛生法 1972年、（イ）製造物責任法 1995年
Ⅰ－５－６ 科学の発見と応用
解答：⑤
「基礎科目問題を極める」 ｐ３５９のR01-1-5-5に同じです。
（５） ウイルスの発⾒（１９世紀〜２０世紀） 種痘（１７９６年） ルイ・パスツールとエドワード・ジェンナーはウイルスの感染を防ぐ最初のワクチンを
開発したが、彼らはウイルスの存在を知らなかった。
以上、令和３年度の「基礎科目」について、超駆け足で要点のみを述べてきましたが、
詳しくは拙書「技術士一次試験 基礎科目を極める ２０２２年版」を参照ください。
|