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108 指 考 最 前 線 -數 學 甲

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Academic year: 2022

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(1)

108 指 考 最 前 線 -數 學 甲

______年 ______班 學號__________ 姓名____________

總 分

第壹部分﹕選擇題(單選題﹑多選題及選填題共占 76 分)

一﹑單選題(占18 分)

說明﹕第1 題至第 3 題﹐每題有 5 個選項﹐其中只有一個是正確或最適當的選項﹐請畫記在答案卡之「選 擇(填)題答案區」﹒各題答對者﹐得6 分﹔答錯﹑未作答或畫記多於一個選項者﹐該題以零分計 算﹒

( )1. 某公司尾牙舉辦「紅包大放送」活動﹒每位員工擲兩枚均勻銅板一次﹐若出現兩個反面可得獎 金 400 元﹔若出現一正一反可得獎金 800 元﹔若出現兩個正面可得獎金 800 元並且獲得再擲 一次的機會﹐其獲得獎金規則與前述相同﹐但不再有繼續投擲銅板的機會(也就是說每位員工 最多有兩次擲銅板的機會)﹒試問每位參加活動的員工可獲得獎金的期望值為何﹖

(1)850 元 (2)875 元 (3)900 元 (4)925 元 (5)950 元﹒

( )2. 設n 為正整數﹒第 n 個費馬數(Fermat Number)定義為Fn 2(2 )n 1﹐例如F12(2 )1  1 22 1 5﹐

(2 )2 4

2 2 1 2 1 17

F      ﹒試問 13

12

F

F 的整數部分以十進位表示時﹐其位數最接近下列哪一個選 項﹖(log 2 0.3010 )

(1)120 (2)240 (3)600 (4)900 (5)1200﹒

( )3. 在一座尖塔的正南方地面某點 A﹐測得塔頂的仰角為 14°﹔又在此尖塔正東方地面某點 B﹐測 得塔頂的仰角為18 30 ﹐且A﹑B 兩點距離為 65 公尺﹒已知當在線段AB上移動時﹐在C 點 測得塔頂的仰角為最大﹐則 C 點到塔底的距離最接近下列哪一個選項﹖(cot14 4.01﹐

cot18 30 2.99)

(1)27 公尺 (2)29 公尺 (3)31 公尺 (4)33 公尺 (5)35 公尺﹒

(2)

二﹑多選題(占40 分)

說明﹕第4 題至第 8 題﹐每題有 5 個選項﹐其中至少有一個是正確的選項﹐請將正確選項畫記在答案卡 之「選擇(填)題答案區」﹒各題之選項獨立判定﹐所有選項均答對者﹐得 8 分﹔答錯 1 個選項 者﹐得4.8 分﹔答錯 2 個選項者﹐得 1.6 分﹔答錯多於 2 個選項或所有選項均未作答者﹐該題以 零分計算﹒

( )4. 設為坐標平面上通過

 

7,0 與 0,7

2

 

 

 兩點的圓﹒試選出正確的選項﹒

(1)的半徑大於或等於 5 (2)當的半徑達到最小可能值時﹐通過原點 (3)與直線 2 6

xy 有交點 (4)的圓心不可能在第四象限 (5)若的圓心在第三象限﹐則的半徑大 於8﹒

( )5. 袋中有2 顆紅球﹑3 顆白球與 1 顆藍球﹐其大小皆相同﹒今將袋中的球逐次取出﹐每次隨機取 出一顆﹐取後不放回﹐直到所有球被取出為止﹒試選出正確的選項﹒

(1)「取出的第一顆為紅球」的機率等於「取出的第二顆為紅球」的機率 (2)「取出的第一顆為紅球」與「取出的第二顆為紅球」兩者為獨立事件

(3)「取出的第一顆為紅球」與「取出的第二顆為白球或藍球」兩者為互斥事件

(4)「取出的第一﹑二顆皆為紅球」的機率等於「取出的第一﹑二顆皆為白球」的機率 (5)「取出的前三顆皆為白球」的機率小於「取出的前三顆球顏色皆相異」的機率﹒

( )6. 設 a ﹑n b 為兩實數數列﹐且對所有的正整數 n ﹐n anbn2an1均成立﹒若已知lim n 4

n a

  ﹐

試選出正確的選項﹒

(1)對所有的正整數n ﹐an  均成立 (2)存在正整數 n﹐使得3 an1  (3)對所有的正整數 n﹐4

2 2

1

n n

bb 均成立 (4)lim n2 4

n b

  (5) lim n 2

n b

  或 lim n 2

n b

   ﹒

( )7. 已知三次實係數多項式函數 f x

 

ax3bx2cx ﹐在2   2 x 1範圍

內的圖形如示意圖﹕試選出正確的選項﹒

(1)a0 (2)b0 (3)c0 (4)方程式 f x

 

 恰有三實根 0

(5)y f x

 

圖形的反曲點的y 坐標為正﹒

( )8. 坐標平面上以原點O 為圓心的單位圓上三相異點 A﹑B﹑C 滿足 2OA

   

3OB4OC 0

﹐其中 A 點的坐標為

 

1,0 ﹒試選出正確的選項﹒

(1)向量 2OA

 

3OB

的長度為4 (2)內積OA OB

 

 0

(3)BOC﹑AOC﹑AOB中﹐以BOC 的度數為最小 (4) 3

AB2 (5)3sinAOB4sinAOC

-2 O 1 x y

(3)

三﹑選填題(占18 分)

說明﹕1.第 A 至 C 題﹐將答案畫記在答案卡之「選擇(填)題答案區」所標示的列號(9–18)﹒

2.每題完全答對給 6 分﹐答錯不倒扣﹐未完全答對不給分﹒

A. 在坐標平面上﹐定義一個坐標變換 1 1

2 2

1 0 2

1 2 3

y x

y x

      

 

       

    ﹐其中 1

2

x x

  

 代表舊坐標﹐ 1

2

y y

  

 代表新坐 標﹒若舊坐標為 r

s

  

 的點P 經此坐標變換得到的新坐標為 1 2

  

 ﹐則

 

r s,

9 , 10 11

B. 在坐標平面上﹐A a r ﹑

 

, B b s 為函數圖形

 

, ylog2x上之兩點﹐其中a b ﹒已知A﹑B 連線的斜率 等於2﹐且線段AB的長度為 5 ﹐則

 

a b, 12 14,

13 15

 

 

 ﹒(化成最簡分數)

C. 設z為複數﹒在複數平面上﹐一個正六邊形依順時針方向的連續三個頂點為z﹑0﹑z 5 2 3i(其 中i 1)﹐則z的實部為 16 17

18 ﹒(化成最簡分數)

第貳部分﹕非選擇題(占 24 分)

說明﹕本部分共有二大題﹐答案必須寫在「答案卷」上﹐並於題號欄標明大題號(一﹑二)與子題號((1)﹑

(2)﹑……)﹐同時必須寫出演算過程或理由﹐否則將予扣分甚至零分﹒作答使用筆尖較粗之黑色 墨水的筆書寫﹐且不得使用鉛筆﹒若因字跡潦草﹑未標示題號﹑標錯題號等原因﹐致評閱人員無 法清楚辨識﹐其後果由考生自行承擔﹒每一子題配分標於題末﹒

一﹑坐標空間中以O 表示原點﹐給定兩向量OA

1, 2,1

OB

2,0,0

﹒試回答下列問題﹒

(1) 若OP

是長度為2 的向量﹐且與OA

之夾角為60°﹐試求向量OA

OP

的內積﹒(2 分)

(2) 承(1)﹐已知滿足此條件的所有點 P 均落在一平面 E 上﹐試求平面 E 的方程式﹒(2 分)

(3) 若 OQ

是長度為2 的向量﹐分別與OA

OB

之夾角皆為60°﹐已知滿足此條件的所有點 Q 均落 在一直線L 上﹐試求直線 L 的方向向量﹒(4 分)

(4) 承(3)﹐試求出滿足條件的所有 Q 點之坐標﹒(4 分)

二﹑設 f x 為實係數多項式函數﹐且

 

xf x

 

3x42x3x2

1xf t dt

 

x1恆成立﹒試回答下列問

題﹒

(1) 試求 f

 

1 ﹒(2 分)

(2) 試求 f x

 

﹒(4 分)

(3) 試求 f x ﹒(2 分)

 

(4) 試證明恰有一個大於 1 的正實數 a 滿足

0af x dx

 

1﹒(4 分)

(4)

試題大剖析

桃園高中/陳清風 答 案

第壹部分﹕選擇題 一﹑單選題

1. (2) 2. (5) 3.(3) 二﹑多選題

4. (2)(5) 5. (1)(5) 6. (3)(4) 7. (2)(3)(5) 8. (1)(5) 三﹑選填題

A.

3, 1 B.

1 4,

3 3

 

 

  C. 7

2

第貳部分﹕非選擇題

一﹑(1)2 (2)x 2y z  (3)2

0,1, 2

(4)1, 3 32 5,

 或

1, 2, 1

二﹑(1)2 (2)12x26x2 (3)4x33x22x1 (4)見詳解 解 析

第壹部分﹕選擇題 一﹑單選題

1. 出處﹕選修數甲(上) 第一章 機率與統計 難易度﹕易

解﹕令隨機變數X 為獲得的獎金﹐則 X 的可能取值為 400,800,800 400 1200,800 800 1600    (元)﹐ 其機率分布如下﹕

400 800 1200 1600 1 1 1 1 1 1 1 1 3 4 2 4 4 16 4 2 4 16 X

P     

得期望值為

 

400 1 800 1 1200 1 1600 3 875

4 2 16 16

E X          元﹒

故選(2)﹒

(5)

2. 出處﹕第一冊 第三章 指數﹑對數函數 難易度﹕易

解﹕因為

13

13 12

12

logF log log

F F

F   log 2  213  1 log 2  212 1

   

   

 213  212 log 2 log 2

 

213212

log 2

 

212 2 1 log 2 4096 1 0.3010

       1232.896

 ﹐

所以 13

12

logF

F 的首數約為1232﹐即 13

12

F

F 約為1233 位數﹒

故選(5)﹒

3. 出處﹕第三冊 第一章 三角 難易度﹕中

解﹕如圖﹐設尖塔的高為h﹒在直角三角形OAB中﹐因為 cot14 4.01 4

OA h   hhOB h cot18 30 2.99h3h﹐ 所以由畢氏定理﹐得

   

4h 2 3h 2 652

解得h13﹐再得OA52 ,OB39﹒

因為離塔底愈近仰角愈大﹐且在C 的仰角最大﹐所以OCAB﹒ 又因為△OAB的面積 65 52 39

2 2

OC

  ﹐

所以 52 39 156 31.2

65 5

OC    ﹒ 故選(3)﹒

二﹑多選題

4. 出處﹕第三冊 第二章 直線與圓 難易度﹕中

解﹕令

 

7,0 , 0,7

A B  2

 

 ﹒

(1) 如圖一﹐半徑的最小值為1 1 49 49 7 5 5 2AB2  4  4  ﹒

(2) 如圖一﹐當的半徑達到最小值時﹐AB為直徑﹒因為△OAB為直角三角形﹐所以由直徑的 圓周角為直角得知﹐通過原點O﹒

(3) 如圖二﹐以AB為弦的圓可能與直線x2y6不相交(圓心在右上方且半徑夠大)﹒

A C B

O h

(6)

(4) 如圖三﹐因為的圓心必落在AB的中垂線 2 21

yx 4 上﹐且此中垂線通過第四象限﹐所以圓 心可能在第四象限﹒

(5) 如圖三﹐因為中垂線 2 21

yx 4 與y 軸的交點為 21 0, 4 C   

 ﹐且 7 21 35 2 4 4 CB   

  ﹐所以若 圓心在第三象限﹐則的半徑大於35

4 ﹒又因為35 8

4  ﹐所以此選項正確﹒

圖一 圖二 圖三

故選(2)(5)﹒

5. 出處﹕第二冊 第三章 機率 難易度﹕易

解﹕令A 表示取出的第一顆為紅球的事件﹐ B 表示取出的第二顆為紅球的事件﹒

(1) 因為

 

2 1

6 3

P A   ﹐

 

2 1 3 2 1 2 10 1 6 5 6 5 6 5 30 3 P B         ﹐ 所以P A

 

P B

 

(2) 計算

 

2 1 1

6 5 15

P A B    ﹒因為

 

1 1 1

   

15 3 3

P A B    P AP B ﹐ 所以A 與 B 不是獨立事件﹒

(3) 令C表示取出的第二顆為白球或藍球的事件﹒因為

 

2 4 4 0

6 5 15

P A C     ﹒ 所以A 與C不是互斥事件﹒

(4) 因為

  

=

1

P 第一 二皆紅 P AB 15﹐

 

=3 2 1=

6 5 5 P 第一 二皆白  ﹐ 所以P

第一 二皆紅

P

第一 二皆白 ﹒

(5) 因為

 

=3 2 1= 1

6 5 4 20

P 前三皆白   ﹐

 

=3 2 1 3!= 3

6 5 4 10

P   

前三皆異色   ﹐

所以P 前三皆白

 

< P 前三皆異色 ﹒

 

故選(1)(5)﹒

x B

O y

A x

x+2y=6 A B

O y

A x

C B

O y

y=2x-21 4

(7)

6. 出處﹕選修數學甲(下) 第一章 極限與函數 難易度﹕中

解﹕(1) 錯﹕例如﹐an 4 1

 n滿足題意﹐但a1 ﹒ 3 (2) 錯﹕因為anan1﹐所以 an 為遞增數列﹒

又因為 lim n 4

n a

  ﹐所以對所有正整數 n﹐均使得an1 ﹒ 4 (3) 對﹕因為anbn2an1bn12an2﹐所以bn2bn12

(4) 對﹕根據夾擠定理﹐因為lim n 4

n a

  且lim n 1 4

n a

  ﹐所以lim n2 4

n b

  ﹒

(5) 錯﹕例如﹐an 4 1

 n

 

1 4 1

0.5

n

bn

   n

 滿足題意﹐但lim n

n b

 不存在﹒

故選(3)(4)﹒

7. 出處﹕選修數甲(下) 第二章 多項式函數的微積分 難易度﹕中

解﹕依題意﹐函數 f x 的圖形有以下兩種情形(其中圖形上的黑點為反曲點)﹕

 

圖一 圖二

(1) 錯﹕若是圖一﹐其圖形的最右方下沉﹐則a0﹒ (2) 對﹕反曲點的坐標為 ,

3 3

b b

a f a

  

  

 ﹒

若是圖一﹐則

0 0 0 3 a b b

a

 

  

 

 ﹔若是圖二﹐則

0 0 0 3 a b b

a

 

  

 

 ﹒

因此﹐無論圖一或圖二﹐b0﹒

(3) 對﹕無論圖一或圖二﹐以點

 

0, 2 為切點的切線斜率 f 

 

0 皆為正﹒

因為 f x

 

3ax22bx c ﹐所以 f

 

0   ﹒ c 0

(4) 錯﹕無論圖一或圖二﹐函數 f x 的圖形與 x 軸恰交一點且此點非反曲點﹒

 

因此﹐方程式 f x

 

 有一實根二虛根﹒ 0

(5) 對﹕無論圖一或圖二﹐反曲點的 y 坐標皆為正﹒

故選(2)(3)(5)﹒

(0,2) y

O x

(0,2) x y

O

(8)

8. 出處﹕第三冊 第三章 平面向量 難易度﹕中

解﹕因為2OA

   

3OB4OC  0

﹐所以三向量恰可圍成一個三邊長為2,3, 4的△PQR﹐如圖所示﹒

(1) 2OA

 

3OB  4OC

  4 1 4

﹒ (2) 因為

2 2 2

2 3 4 1

cos 0

2 2 3 4

P  

    

  ﹐所以 為鈍角﹒ P 因此﹐OA

OB

的夾角180  P為銳角﹐得OA OB

 

 0

(3) 因為△PQR的最小邊為RP﹐所以RP所對的角Q是三內角中的最小角﹒

又因為 BOC180  Q,AOC180  R,AOB180  P ﹐ 所以在上述三個角中﹐以BOC最大﹒

(4) 因為AB OB OA

  

 

﹐所以

2 2 2 2

2

AB

      

OB OA  OBOB OA OA 

 

2 2

1 2 1 1 cos 180 P 1

        

 

1 2 cos P 1

     

1 3

1 2 1

4 2

     ﹐

得 3 6 3

2 2 2 AB

  

(5) 在△PQR中﹐利用正弦定理﹐得 3 4 sin Rsin P

  3sin P 4sinR

因為 sinAOBsin 180

  P

sin ﹐P sinAOCsin 180

  R

sin ﹐ R

所以3sinAOB4sinAOC﹒ 故選(1)(5)﹒

P

Q

R O A

C B

2OA

3OB 4OC

平移

(9)

三﹑選填題

A. 出處﹕第四冊 第三章 矩陣 難易度﹕易

解﹕依題意﹐得 1 1 0 2

2 1 2 3

r s

       

 

        

       ﹒

移項得 1 0 1 2 3

1 2 2 3 5

r s

         

  

          

         ﹐ 因此﹐

1 0 1 3 1 2 0 3 1 2 5 2 1 1 5 r

s

         

 

         

         

6 3 1

2 1 2

   

          ﹒

  

r s, 3, 1 ﹒

B. 出處﹕第一冊 第三章 指數﹑對數函數 難易度﹕中

解﹕因為A B, 在ylog2 x的圖形上﹐所以A a

,log2a B b

 

, ,log2b ﹒

因為直線AB 的斜率為 2﹐所以

 

2 2

2 2

log log

2 log log 2

a b

a b a b

a b

     

 ﹒……

又因為AB 5﹐所以

a b

 

2 log2alog2b

2  5

a b

 

2 log2alog2b

2  ﹒……5

代入﹐得

a b

24

a b

2  5

a b

2  ﹐ 1

因為a b ﹐所以a b  1﹒……

代入﹐得log2 log2 2 log2 a 2

a b

    b   ﹐ 再得 1

4 a

b  ﹐即b4a﹒…… 由③④解得 1

a3﹐ 4

b 3﹐故

 

, 1 4,

a b 3 3

  

 ﹒

(10)

C. 出處﹕選修數學甲(上) 第二章 三角函數 難易度﹕中

解﹕設z x yi  ﹐其中 ,x y 為實數﹒依題意﹐作圖如右﹒

由圖知﹐點z以原點為中心﹐逆時針旋轉120﹐得點z 5 2 3i﹒ 利用複數乘法的幾何意義﹐得z 5 2 3i z 

cos120 isin120

z x yi  代入﹐得

x 5

 

y2 3

i

x yi

 12 23i    12x 23 y    23x12y i

      ﹒

根據複數相等的定義﹐得

1 3

5 2 2 3 3 10

3 1 3 3 4 3 2 3 2 2

x x y x y

x y

y x y

    

    

 

 

  

    



解得 7 3

2, 6

x  y ﹒故z的實部為 7

2﹒ 第貳部分﹕非選擇題

一﹑出處﹕第四冊 第二章 空間中的平面與直線 難易度﹕中

解﹕(1) 因為OA

12

 

2 2 12 2

所以 1

cos 60 2 2 2 OA OP

   

  OA OP      2

(2) 設 P 點的坐標為

x y z ﹒ , ,

因為OA OP

 

1, 2,1

x y z, ,

2

﹐所以x 2y z  ﹐ 2 此即為平面E 的方程式﹒

(3) 設Q點的坐標為

x y z ﹒與(1)(2)同理﹐ , ,

 

   

1, 2,1 , , 2 2 2 2 2

2 2 1

2,0,0 , , 2

OA OQ x y z x y z x y z

x x

OB OQ x y z

            

  

  

 

 

 

    

   

此即為直線L 的兩面式﹒直線 L 的一個方向向量為兩平面法向量的外積﹐

n1n2

1, 2,1

1,0,0

02 10,1 10 1,11 02

0,1, 2

 

 

故直線L 的方向向量為k

0,1, 2

k為非零實數﹒

0 z

- 120

(11)

(4) 將y t 代入L 的兩面式﹐得 2 2 1

x z t

x

   



  ﹐

解得x1,z 1 2t﹒因此﹐可設Q點的坐標為

1, ,1t 2t

因為OQ

2

﹐所以 12  t2

1 2t

2  2 3t2 2 2t  ﹐ 2 0

3t 2



t 2

 ﹐解得0 t  32 2﹒故Q點的坐標為1, 3 32 5,

 或

1, 2, 1 ﹒

二﹑出處﹕選修數甲(下) 第二章 多項式函數的微積分 難易度﹕難

解﹕(1) 將x1代入原式﹐因為

11f t dt

 

0﹐所以1 f

 

1      ﹐ 3 2 1 0 2 解得 f

 

1  ﹒ 2

(2) 將原式兩邊同時對x 微分﹐因為

1x f t dt

  

f x

 

所以1f x

 

xf x

 

12x36x22x f x

 

整理得 f x

 

12x3 6x2 2x 12x2 6x 2

x

 

     ﹒

(3) 由(2)﹐因為 f x

 

12x26x ﹐所以2 f x

 

4x33x22x c ( c 為常數)﹒

又由(1)﹐因為 f

 

1  ﹐所以2 f

 

1      ﹐解得4 3 2 c 2 c 1﹒ 故 f x

 

4x33x22x ﹒ 1

(4) 因為 f x

 

12x26x  無實數解﹐ 2 0

所以 f x 的圖形沒有水平切線﹒

 

f

 

x 24x  ﹐得6 0 1

x4﹐即 1 5 4, 8

  

 

 為圖形的反曲點﹒

f x 的圖形描繪如右﹒由定積分的幾何意義﹐

 

得知 0

 

2 a f x dx R

的面積 的面積 R1

其中R 的面積是定值﹐1 R 的面積隨 a 增大而增大﹒ 2 因為a1時﹐

01f x dx

 

x4 x3 x2x

100

所以必恰有一個大於1 的正實數a 使得 0

 

2 a f x dx R

的面積 的面積 1R1  ﹒

R1 1 R2

a x

O

-2 2

y=f x 4

y

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