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F12(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﹒
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 0,72
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
x y 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 an bn2 an1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
b b 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)a0 (2)b0 (3)c0 (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
3OB4OC 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
AB2 (5)3sinAOB4sinAOC﹒
-2 O 1 x y
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
, ylog2x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
與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
對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)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)12x26x2 (3)4x33x22x1 (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 8754 2 16 16
E X 元﹒
故選(2)﹒
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 h h﹐OB h cot18 30 2.99h3h﹐ 所以由畢氏定理﹐得
4h 2 3h 2 652﹐解得h13﹐再得OA52 ,OB39﹒
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 , 0,7A B 2
﹒
(1) 如圖一﹐半徑的最小值為1 1 49 49 7 5 5 2AB2 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x2y6不相交(圓心在右上方且半徑夠大)﹒
A C B
O h
(4) 如圖三﹐因為的圓心必落在AB的中垂線 2 21
y x 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
y x 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 16 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 16 5 15
P A B ﹒因為
1 1 1
15 3 3
P A B P A P 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 06 5 15
P A C ﹒ 所以A 與C不是互斥事件﹒
(4) 因為
=
1P 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= 16 5 4 20
P 前三皆白 ﹐
=3 2 1 3!= 36 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
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an an1﹐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an bn2 an1bn12 an2﹐所以bn2 bn12﹒
(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 10.5
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a0﹒ (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﹐b0﹒
(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. 出處﹕第三冊 第三章 平面向量 難易度﹕中
解﹕因為2OA
3OB4OC 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
與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 BOC180 Q,AOC180 R,AOB180 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 OB OB 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 Rsin P
3sin P 4sinR﹒
因為 sinAOBsin 180
P
sin ﹐P sinAOCsin 180
R
sin ﹐ R所以3sinAOB4sinAOC﹒ 故選(1)(5)﹒
P
Q
R O A
C B
2OA
3OB 4OC
平移
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
﹒
故
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ylog2 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
﹒……①
又因為AB 5﹐所以
a b
2 log2alog2b
2 5
a b
2 log2alog2b
2 ﹒……5 ②將①代入②﹐得
a b
24
a b
2 5
a b
2 ﹐ 1因為a b ﹐所以a b 1﹒……③
將③代入①﹐得log2 log2 2 log2 a 2
a b
b ﹐ 再得 1
4 a
b ﹐即b4a﹒……④ 由③④解得 1
a3﹐ 4
b 3﹐故
, 1 4,a b 3 3
﹒
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
﹐將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﹐ , ,
得
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﹐
即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
(4) 將y t 代入L 的兩面式﹐得 2 2 1
x z t
x
﹐
解得x1,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即
3t 2
t 2
﹐解得0 t 32 或 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x1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 2x
﹒
(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﹒
解 f
x 24x ﹐得6 0 1x4﹐即 1 5 4, 8
為圖形的反曲點﹒
將 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a1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