OpenAIのo1-Previewで東大理科2024 大問1(物理)を解かせてみた。

2024年9月16日 00:15

注意事項

この検証に際し、利用した問題は東京大学第2次試験問題等からの引用を行っております。
模範解答は、河合塾の解答速報を利用しております。

本編

お礼

この試みは東北大学理学部物理学科の友人の協力のもと、成り立っております。
友人よ、ありがとう。

問題文の入力と回答の採点方法

問題文は東京大学サイトにて公開されているPDFを使用しています。
問題文の入力は問題文PDFを人力文字起こしを行い、分数式等の式の部分はLaTeX形式で入力しています。
※o1-Previewには画像認識機能がないため、図無しで回答してもらっています。
採点は、河合塾の解答速報を用いて採点しています。
私のわからない部分は友人の協力を得て、採点してもらっています。
プロンプトはmetaskillingさんの記事のものを参考にGPT-4oに書き換えてもらったものを使用しています。

プロンプト

以下の物理の問題の解答を作成してください。ただし、解答作成の際は、以下の点に留意してください。

この問題は、日本の高校生に対して出題される問題です。したがって、解答には高校で習う程度の物理の知識のみを用いて解答してください。必要に応じて運動方程式、エネルギー保存則、運動量保存則、摩擦、重力加速度などの基本的な物理法則を使用してください。また、空気抵抗やその他の外力は問題文で特に指定がない限り無視してください。

解答には必ず、数式や物理法則に基づいた論理的な展開を含め、各ステップを丁寧に説明し、計算過程を明確に示してください。単位にも注意を払い、適切な単位で解答を提示してください。

解答の補助として、数式の計算やグラフを描画する際にはPythonを使用しても構いません。図やグラフを描画する場合は、matplotlibを用いて可視化し、問題の物理的現象を説明してください。また、計算の確認にはnumpyを使用することも許可されます。

「全て求めよ。」という指示の問題に対しては、考え得る答えの組み合わせがすべてであることを示すために、物理的な状況や法則に基づいた説明を行ってください。
「であることを示せ。」という指示の問題は、証明問題です。したがって、いくつかの具体的な数値で成り立つことを確認するだけでなく、物理法則や論理に基づいて、題意を満たす全てのケースで命題が成立することを示してください。

次に、この問題に関連する物理法則や方程式を確認し、それに基づいて解答を進めてください。
また、計算式の部分はLaTeX形式で問題文は入力されます。


# 問題
(問題文)
# 解答