01 · 試題 原卷 18 題,照原卷順序 單選題 4 題(每題 5 分)、多選題 2 題(每題 10 分)、填充題 10 題(每題 5 分)、混合題 1 題組 2 小題(各 5 分),共 100 分。
第壹部分:選擇(填)題(占 90 分) 一、單選題(占 20 分)說明:第 1 題至第 4 題,每題 5 分。
1
試選出最接近 2 的選項 (1) 3 cos 1 4 ∘ + sin 1 4 ∘ (2) 3 cos 3 6 ∘ + sin 3 6 ∘ (3) 3 cos 5 6 ∘ + sin 5 6 ∘ (4) 3 cos 7 4 ∘ + sin 7 4 ∘ (5) 3 cos 8 5 ∘ + sin 8 5 ∘ 2
設 x 為實數,求方程式 2 sin x = 5 x 共有多少個實根 (1) 5 (2) 6 (3) 7 (4) 8 (5) 9 3
下列哪一個函數的週期與其他函數不同 (1) y = sin 2 x (2) y = tan x (3) y = cos ( 2 x − 3 π ) (4) y = ∣ sin x ∣ (5) y = sin x + cos x 4
下列選項中的數哪一個最小 (1) cos 1 (2) cos 2 (3) cos 3 (4) cos 4 (5) cos 5 二、多選題(占 20 分)說明:第 5 題至第 6 題,每題 10 分。
5
若 π < θ < 2 3 π ,sin θ = − 5 4 ,則下列選項哪些正確 (1) cos 2 θ = − 25 7 (2) tan 2 θ = − 7 24 (3) sin 2 θ = 5 2 5 (4) cos 2 θ = 5 5 (5) sin 4 θ = − 625 336 6
已知函數 f ( x ) = 2 3 3 sin 2 x + 2 3 cos 2 x + 1 。則下列選項哪些是正確的? (1) f ( 0 ) = 2 5 (2) f ( x ) 的週期為 π (3) f ( x ) 的最小值為 − 2 (4) y = f ( x ) 的圖形對稱 x − 3 2 π = 0 (5) g ( x ) = 3 sin 2 x + 1 向左平移 6 π 後的圖形會與 y = f ( x ) 的圖形重合三、填充題(占 50 分)說明:第 7 題至第 16 題,每題 5 分。
7
如圖,直圓錐中底圓直徑 B C = 6 、A B = 9 、A D = 6 。試求從 C 點沿曲面繞圓錐一圈至 D 點的最短距離為 ____。 8
坐標平面上,圓 O 為圓心在原點的單位圓,若 P ( − cos 1 , sin 1 ) 與 Q ( sin 1 , cos 1 ) 都在圓 O 上,則 ∠ P O Q = ____。
9
如圖,將兩個邊長為 3 、4 、5 的直角三角形積木疊放於桌上(A B = A D = 4 、B C = D E = 3 、A C = A E = 5 ),求最高點到桌面(即 E F )的距離為 ____。 10
若 △ A B C 是等腰三角形,A B = A C = 10 、B C = 5 ,P 點在三角形內部。已知線段長度 P B = 4 且 P C = 3 ,求 cos ∠ A B P = ____。
11
如圖,∠ C 是直角,A C = B C ,D ,E 三等分 B C ,∠ D A E = θ ,則 tan θ = ____。 12
若 0 ≤ x ≤ 24 ,則不等式 3 sin ( 6 π x ) + 14 ≥ 15.5 的解 x 為 ____。
13
若 △ A B C 中、cos A = 5 3 、cos B = − 3 1 ,則 sin C = ____。
14
設 a > 0 ,b > 0 ,0 ≤ c ≤ 2 π ,若函數 f ( x ) = a sin ( b x + c ) + d 的部分圖形如圖所示,其中 A ( 9 π , 9 ) ,B ( 9 4 π , − 1 ) ,則數對 ( a , b , c , d ) = ____。 15
若 0 ≤ x ≤ π ,函數 f ( x ) = sin x − 3 cos x + 4 的最大值為 M ,最小值為 N ,則數對 ( M , N ) = ____。 16
若 A ( cos θ + 2 , sin θ + 4 ) ,其中 0 ≤ θ < 2 π ,試求動點 A 與 P ( − 2 , 1 ) 的最近距離為 ____。
第貳部分:混合題(占 10 分)說明:本部分共有 1 題組,每一子題配分標於題末。限在標示題號作答區內作答。選擇題與「非選擇題作圖部分」使用 2B 鉛筆作答,更正時,應以橡皮擦擦拭,切勿使用修正液(帶)。非選擇題由左而右橫式書寫,作答時必須寫出計算過程或理由,否則將酌予扣分。
17-18 題組(第 17~18 題) 如圖,已知扇形 O A B 的圓心角為 3 π ,半徑為 1 ,P 為 A B 弧上的一個動點,∠ P O A = θ 。
17
試以 θ 表示四邊形 O A P B 的面積。(非選擇題,5 分) 18
試求四邊形 O A P B 的最大面積。(非選擇題,5 分)
第 1 題 (4)
第 2 題 (3)
第 3 題 (5)
第 4 題 (3)
第 5 題 (1)(2)(3)(5)
第 6 題 (1)(2)(3)(4)
第 8 題 2 π (即 9 0 ∘ )
第 9 題 5 24
第 11 題 11 3
第 12 題 1 ≤ x ≤ 5 或 13 ≤ x ≤ 17
第 14 題 ( 5 , 3 , 6 π , 4 )
第 16 題 4
第 17 題 4 1 sin θ + 4 3 cos θ (也可寫成 2 1 sin ( θ + 3 π ) )第 18 題 2 1
03 · 勾錯題號 勾出錯的題號,看錯在哪幾章 不用登入。勾完馬上看到錯的集中在哪些單元;註冊後,首頁第一張卡就從那幾章開始。
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01 單選題(第 1~4 題):疊合、圖形的交點、週期、弧度第 1 題 答案 (4) 。疊合:3 cos x + sin x = 2 ( sin x cos 6 0 ∘ + cos x sin 6 0 ∘ ) = 2 sin ( x + 6 0 ∘ ) 。五個選項依序是 2 sin 7 4 ∘ 、2 sin 9 6 ∘ = 2 sin 8 4 ∘ 、2 sin 11 6 ∘ = 2 sin 6 4 ∘ 、2 sin 13 4 ∘ = 2 sin 4 6 ∘ 、2 sin 14 5 ∘ = 2 sin 3 5 ∘ 。而 2 = 2 sin 4 5 ∘ 。正弦在 0 ∘ 到 9 0 ∘ 之間遞增,角度比 4 5 ∘ 大的四個裡 4 6 ∘ 最靠近;再與另一側的 3 5 ∘ 比:2 sin 4 6 ∘ ≈ 1.439 ,2 sin 3 5 ∘ ≈ 1.147 ,而 2 ≈ 1.414 ,所以最接近的是 (4)。 超過 9 0 ∘ 的角先用 sin ( 18 0 ∘ − α ) = sin α 化回銳角,才方便比大小。
第 2 題 答案 (3) 。方程式即 sin x = 10 x ,實根個數就是 y = sin x 與直線 y = 10 x 的交點個數。x = 0 是一個根;兩個圖形都對稱於原點,正根與負根一樣多,只需數正根。因為 sin x ≤ 1 ,正根只會出現在 0 < x ≤ 10 ,而 3 π ≈ 9.42 < 10 < 4 π 。在 0 < x < π :x = 2 π 時 sin x = 1 > 10 x ,x = π 時 sin x = 0 < 10 x ,有 1 個交點。在 π ≤ x ≤ 2 π :sin x ≤ 0 < 10 x ,沒有交點。在 2 π < x < 3 π :兩端 sin x = 0 都在直線下方,而 x = 2 5 π 時 sin x = 1 > 10 x ≈ 0.785 ,曲線先穿到直線上方再穿回來,有 2 個交點。在 3 π ≤ x ≤ 10 :sin x ≤ 0 ,沒有交點。正根 3 個,負根 3 個,加上 0 ,共 7 個。
x = 0 只算一次;另外要確認直線在 x = 2 5 π 時還沒超過 1 ,第二個「山」才碰得到。
第 3 題 答案 (5) 。(1) y = sin 2 x 的週期是 2 2 π = π 。(2) y = tan x 的週期是 π 。(3) y = cos ( 2 x − 3 π ) 的週期是 2 2 π = π ,平移不改變週期。(4) y = ∣ sin x ∣ 把 x 軸下方的部分翻上來,每隔 π 重複一次,週期是 π 。(5) y = sin x + cos x = 2 sin ( x + 4 π ) ,週期是 2 π 。只有 (5) 不同。 第 4 題 答案 (3) 。這裡的 1 、2 、3 、4 、5 都是弧度。2 π ≈ 1.57 、π ≈ 3.14 、2 3 π ≈ 4.71 ,所以 1 在第一象限、5 在第四象限,cos 1 、cos 5 為正;2 、3 在第二象限,4 在第三象限,餘弦為負。餘弦在 x = π 時最小,且 cos x 的圖形對稱於直線 x = π ,離 π 越近值越小(在 0 到 2 π 之間)。∣3 − π ∣ ≈ 0.14 、∣4 − π ∣ ≈ 0.86 、∣2 − π ∣ ≈ 1.14 ,3 最靠近 π ,所以 cos 3 最小。
用計算機核對(弧度模式):cos 2 ≈ − 0.416 ,cos 3 ≈ − 0.990 ,cos 4 ≈ − 0.654 。
02 多選題(第 5、6 題):倍角半角的正負號、疊合後的圖形性質第 5 題 答案 (1)(2)(3)(5) 。θ 在第三象限,cos θ = − 1 − 25 16 = − 5 3 。(1) 對:cos 2 θ = 1 − 2 sin 2 θ = 1 − 25 32 = − 25 7 。(2) 對:sin 2 θ = 2 sin θ cos θ = 2 × ( − 5 4 ) × ( − 5 3 ) = 25 24 ,tan 2 θ = − 7/25 24/25 = − 7 24 。(3) 對、(4) 錯:2 π < 2 θ < 4 3 π ,2 θ 在第二象限,正弦為正、餘弦為負。sin 2 2 θ = 2 1 − cos θ = 5 4 ,sin 2 θ = 5 2 5 ;cos 2 2 θ = 2 1 + cos θ = 5 1 ,cos 2 θ = − 5 5 。(5) 對:sin 4 θ = 2 sin 2 θ cos 2 θ = 2 × 25 24 × ( − 25 7 ) = − 625 336 。 半角公式只給平方,正負號要另外由 2 θ 所在的象限決定。
第 6 題 答案 (1)(2)(3)(4) 。疊合:2 3 3 sin 2 x + 2 3 cos 2 x = 3 ( sin 2 x cos 6 π + cos 2 x sin 6 π ) = 3 sin ( 2 x + 6 π ) ,所以 f ( x ) = 3 sin ( 2 x + 6 π ) + 1 。(1) 對:f ( 0 ) = 2 3 + 1 = 2 5 。(2) 對:週期 2 2 π = π 。(3) 對:正弦最小為 − 1 ,f ( x ) 的最小值為 − 3 + 1 = − 2 。(4) 對:正弦型函數的圖形對稱於通過最高點或最低點的鉛直線;x = 3 2 π 時 2 x + 6 π = 2 3 π ,f ( 3 2 π ) = − 2 是最小值,所以直線 x = 3 2 π 是對稱軸。(5) 錯:向左平移 6 π 是把 x 換成 x + 6 π ,得 3 sin ( 2 x + 3 π ) + 1 ,不是 f ( x ) ;因為 f ( x ) = 3 sin 2 ( x + 12 π ) + 1 ,應向左平移 12 π 才會重合。 平移量要先把 x 的係數提出來再看:2 x + 6 π = 2 ( x + 12 π ) 。
看到 a sin k x + b cos k x 先疊合成一個正弦,週期、極值、對稱軸、平移量就都讀得出來。
03 填充題(第 7~9 題):圓錐展開、單位圓上的角、二倍角求高度第 7 題 把圓錐側面沿母線 A C 剪開攤平,得到半徑 9 的扇形,弧長等於底圓周長 6 π ,圓心角 = 9 6 π = 3 2 π 。剪開後 C 出現在扇形的兩端,記作 C 與 C ′ ;D 在 A C ′ 上,A D = 6 。繞圓錐一圈的最短路徑就是展開圖上的線段 C D 。在 △ A C D 中用餘弦定理:C D 2 = 9 2 + 6 2 − 2 × 9 × 6 × cos 3 2 π = 81 + 36 + 54 = 171 ,所以 C D = 171 = 3 19 。 D 與 C 在同一條母線上,不繞的話距離只有 3 ;題目要繞一圈,所以起點與終點要放在展開扇形的兩條不同邊上。
第 8 題 把兩點都寫成 ( cos α , sin α ) 的形式。P ( − cos 1 , sin 1 ) = ( cos ( π − 1 ) , sin ( π − 1 )) ,是角 π − 1 的終邊與單位圓的交點;Q ( sin 1 , cos 1 ) = ( cos ( 2 π − 1 ) , sin ( 2 π − 1 ) ) ,是角 2 π − 1 的終邊與單位圓的交點。兩角相差 ( π − 1 ) − ( 2 π − 1 ) = 2 π ,所以 ∠ P O Q = 2 π 。
流傳版本的參考答案寫 9 0 ∘ ,與 2 π 是同一個角。也可以用斜率檢查:O P 與 O Q 的斜率相乘 = − cos 1 sin 1 × sin 1 cos 1 = − 1 ,兩線段垂直。
第 9 題 設 ∠ B A C = α ,在直角三角形 A B C 中 sin α = 5 3 、cos α = 5 4 。直角三角形 A D E 的三邊同樣是 4 、3 、5 ,所以 ∠ D A E = α ;D 在 A C 上,故 ∠ B A E = 2 α 。在直角三角形 A F E 中,E F = A E sin 2 α = 5 × 2 sin α cos α = 5 × 2 × 5 3 × 5 4 = 5 24 。
可以再檢查 A F = 5 cos 2 α = 5 ( 25 16 − 25 9 ) = 5 7 ,( 5 7 ) 2 + ( 5 24 ) 2 = 25 。
04 填充題(第 10~13 題):差角公式、正切差角、三角不等式、和角公式第 10 題 ∠ A B P = ∠ A B C − ∠ P B C ,分別求兩個角的正弦、餘弦。等腰三角形 A B C 中,自 A 作 B C 的高,垂足是 B C 中點,cos ∠ A B C = 10 5/2 = 4 1 ,sin ∠ A B C = 4 15 。△ P B C 三邊為 3 、4 、5 ,3 2 + 4 2 = 5 2 ,∠ B P C 是直角,cos ∠ P B C = 5 4 ,sin ∠ P B C = 5 3 。由餘弦的差角公式:cos ∠ A B P = 4 1 × 5 4 + 4 15 × 5 3 = 20 4 + 3 15 。P 在三角形內部,所以 B P 落在 ∠ A B C 裡面,兩角是相減不是相加。
第 11 題 設 A C = B C = 3 ,則 C E = 1 、C D = 2 。在直角三角形 A C E 、A C D 中,tan ∠ C A E = 3 1 ,tan ∠ C A D = 3 2 。θ = ∠ C A D − ∠ C A E ,由正切的差角公式:tan θ = 1 + 3 2 × 3 1 3 2 − 3 1 = 9 11 3 1 = 11 3 。
D 、E 把 B C 分成三等分,但 ∠ B A C 並沒有被三等分,不能用 4 5 ∘ ÷ 3 。
第 12 題 移項得 sin ( 6 π x ) ≥ 2 1 。令 t = 6 π x ,0 ≤ x ≤ 24 時 0 ≤ t ≤ 4 π ,剛好兩個週期。在 0 ≤ t ≤ 2 π 內,sin t ≥ 2 1 的範圍是 6 π ≤ t ≤ 6 5 π ;下一個週期是 6 13 π ≤ t ≤ 6 17 π 。換回 x = π 6 t :1 ≤ x ≤ 5 或 13 ≤ x ≤ 17 。
x 的週期是 12 ,第二段就是第一段加 12 。
第 13 題 A 、B 是三角形的內角,正弦都為正:sin A = 1 − 25 9 = 5 4 ,sin B = 1 − 9 1 = 3 2 2 。C = π − ( A + B ) ,所以 sin C = sin ( A + B ) = sin A cos B + cos A sin B = 5 4 × ( − 3 1 ) + 5 3 × 3 2 2 = 15 6 2 − 4 。cos B < 0 表示 B 是鈍角;答案約 0.299 為正,符合三角形內角的正弦值。
05 填充題(第 14~16 題):由圖形定係數、限制範圍的疊合、距離的最小值第 14 題 圖形在 y = − 1 與 y = 9 之間振盪:振幅 a = 2 9 − ( − 1 ) = 5 ,中線 d = 2 9 + ( − 1 ) = 4 。A 是最高點,B 是它右邊緊鄰的最低點,兩點的 x 坐標相差半個週期:9 4 π − 9 π = 3 π ,週期 = 3 2 π = b 2 π ,得 b = 3 。代入最高點 A :5 sin ( 3 × 9 π + c ) + 4 = 9 ,sin ( 3 π + c ) = 1 ,3 π + c = 2 π + 2 k π (k 為整數),c = 6 π + 2 k π ;在 0 ≤ c ≤ 2 π 內只有 c = 6 π 。所以 ( a , b , c , d ) = ( 5 , 3 , 6 π , 4 ) 。
用 B 檢查:3 × 9 4 π + 6 π = 2 3 π ,5 sin 2 3 π + 4 = − 1 ,相符。
第 15 題 疊合:sin x − 3 cos x = 2 ( sin x cos 3 π − cos x sin 3 π ) = 2 sin ( x − 3 π ) ,所以 f ( x ) = 2 sin ( x − 3 π ) + 4 。0 ≤ x ≤ π 時 − 3 π ≤ x − 3 π ≤ 3 2 π 。這段範圍包含 2 π ,正弦最大為 1 (x = 6 5 π ),M = 6 ;正弦最小出現在左端點,sin ( − 3 π ) = − 2 3 (x = 0 ),N = 4 − 3 。所以 ( M , N ) = ( 6 , 4 − 3 ) 。 範圍有限制時,最小值不一定是 − 2 + 4 = 2 ;要先看 x − 3 π 走過哪一段,這裡走不到 − 2 π 。
第 16 題 A P 2 = ( cos θ + 2 + 2 ) 2 + ( sin θ + 4 − 1 ) 2 = ( cos θ + 4 ) 2 + ( sin θ + 3 ) 2 = 26 + 8 cos θ + 6 sin θ 。疊合:6 sin θ + 8 cos θ = 10 sin ( θ + φ ) (其中 cos φ = 5 3 、sin φ = 5 4 ),範圍是 − 10 到 10 ,且 0 ≤ θ < 2 π 走完一整圈,− 10 取得到。所以 A P 2 的最小值是 26 − 10 = 16 ,最近距離為 4 。
從圖形看:
A 在以
( 2 , 4 ) 為圓心、半徑
1 的圓上,
P 到圓心的距離是
4 2 + 3 2 = 5 ,最近距離
= 5 − 1 = 4 ,結果相同。
06 混合題(第 17、18 題):四邊形面積拆成兩個三角形,再疊合第 17 題 連 O P ,把四邊形 O A P B 分成 △ O A P 與 △ O P B ,O A = O P = O B = 1 ,∠ A O P = θ ,∠ P O B = 3 π − θ 。面積 = 2 1 × 1 × 1 × sin θ + 2 1 × 1 × 1 × sin ( 3 π − θ ) 。用差角公式展開:sin ( 3 π − θ ) = 2 3 cos θ − 2 1 sin θ ,所以面積 = 2 1 sin θ + 4 3 cos θ − 4 1 sin θ = 4 1 sin θ + 4 3 cos θ 。 流傳版本的參考答案寫
4 3 sin θ + 4 1 cos θ ,正弦與餘弦的係數與本站相反。可用
θ = 0 檢查:此時
P 與
A 重合,面積就是
△ O A B 的面積
2 1 sin 3 π = 4 3 ;本站的式子代入得
4 3 ,流傳版本的式子代入得
4 1 。本站答案寫
4 1 sin θ + 4 3 cos θ 。
第 18 題 由第 17 題,面積 = 4 1 sin θ + 4 3 cos θ = 2 1 ( sin θ cos 3 π + cos θ sin 3 π ) = 2 1 sin ( θ + 3 π ) 。P 在弧 A B 上,0 ≤ θ ≤ 3 π ,所以 3 π ≤ θ + 3 π ≤ 3 2 π ,這段範圍包含 2 π 。當 θ + 3 π = 2 π ,即 θ = 6 π 時,面積最大,最大值為 2 1 。 θ = 6 π 表示 P 是弧 A B 的中點;此時兩個三角形的面積都是 2 1 sin 6 π = 4 1 ,合計 2 1 。
有共同頂點的圖形面積,拆成幾個「兩邊夾一角」的三角形相加,再把同角的正弦、餘弦疊合求極值。
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上傳考卷 常見問題 彰化女中 113 上 高二第一次段考數學的答案在哪裡? 本頁列出全部 18 題的答案;答案由御藍教育逐題重新計算。
彰化女中 113 上 高二第一次段考數學哪幾題最容易錯? 第 2 題要用正弦曲線與直線的交點來數實根,零只算一次,還要確認直線在第二個波峰處還沒超過一;第 7 題繞圓錐一圈,起點與終點要放在展開扇形的兩條邊上再用餘弦定理;第 10 題要看出小三角形是直角三角形,再用差角公式;第 15 題範圍有限制,最小值出現在端點而不是正弦等於負一的地方;第 17 題展開後正弦與餘弦的係數容易對調。詳解逐題寫在本頁。
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題目取自彰化女中 113 學年度上學期 高二第一次段考 數學A,由御藍教育重新打字排版;答案逐題重新計算,詳解為御藍教育撰寫。