御藍教育/段考卷/高一

段考詳解範圍:數與式、指數、常用對數

建國中學 111 上
高一第一次段考
數學試題、答案與詳解

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01 · 試題

原卷 17 題,照原卷順序

單選題 5 題(每題 5 分,共 25 分)、多選題 5 題(每題 8 分,共 40 分;答錯 1 個選項得 4.8 分,答錯 2 個選項得 1.6 分,答錯多於 2 個選項或所有選項均未作答得 0 分)、填充題 7 題(每題 5 分,共 35 分)。本卷沒有學校公布的答案,本頁答案為本站依題目計算。

一、單選題(每題 5 分,共 25 分)
1
若 a=3−6​,b=22​−7​,c=10​−5​,則 a、b、c 之大小順序為何?
  1. (1) a>c>b
  2. (2) a>b>c
  3. (3) b>a>c
  4. (4) c>a>b
  5. (5) c>b>a
2
滿足不等式 ∣x−2∣−2∣x+1∣≥2 的整數解有幾個?
  1. (1) 2 個
  2. (2) 3 個
  3. (3) 4 個
  4. (4) 5 個
  5. (5) 無限多個
3
設 x 為正實數,且 x2−4x−1=0,則 x3+x2+x−2−x−3 之值為何?
  1. (1) 100
  2. (2) 94
  3. (3) 82
  4. (4) 76
  5. (5) 72
4
設 a=523​+37​​,b=533​+27​​,c=1143​+77​​,d=1173​+47​​,下列何者正確?
  1. (1) a>b>c>d
  2. (2) d>a>c>b
  3. (3) c>b>a>d
  4. (4) d>c>b>a
  5. (5) c>a>b>d
5
化簡 (916​)−0.5×(0.125)32​×(425​)−1.5=?
  1. (1) 3752​
  2. (2) 1253​
  3. (3) 2503​
  4. (4) 1258​
  5. (5) 64375​
二、多選題(每題 8 分,共 40 分) 說明:第 6 題至第 10 題,每題有 5 個選項,其中至少有一個是正確的選項,請將正確選項劃記在答案卡之「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。
6
設 x 為實數且 x>1,若 x2+x−2=6,下列哪些選項是正確的?
  1. (1) x+x−1=22​
  2. (2) x−x−1=2​
  3. (3) x2−x−2=42​
  4. (4) x3+x−3=102​
  5. (5) x5−x−5=78
7
下列各方程式中,請選出有實數解的選項。
  1. (1) ∣x−2∣+∣x−7∣=1
  2. (2) ∣x−2∣+∣x−7∣=6
  3. (3) ∣x−2∣−∣x−7∣=1
  4. (4) ∣x−2∣−∣x−7∣=−6
  5. (5) ∣x−2∣−∣x−7∣=−1
8
下列敘述哪些正確?
  1. (1) 已知正實數 x,則必存在某一正實數 y 使得 x=10y
  2. (2) (101​)log2<(101​)log3
  3. (3) 10−log2>31​
  4. (4) 102log3>103log2
  5. (5) 若兩正實數 x、y 滿足 logx=logy+1,則 x=10y​
9
在數線上,取相異四點 A(a)、B(b)、C(c) 與 D(d),滿足 c=65​a+61​b 且 d=67​a−61​b,選出正確的選項。
  1. (1) C 必在 A 與 B 之間
  2. (2) c>a
  3. (3) D 必在 A 與 B 之左
  4. (4) 5AC=BC
  5. (5) 6AD=AB
10
設 x,y 為實數,已知 ∣x+1∣≤3,∣y−2∣≤1,則下列選項哪些正確?
  1. (1) −10≤3x+2y≤12
  2. (2) −14≤3x−2y≤0
  3. (3) −12≤xy≤6
  4. (4) −4≤yx​≤32​
  5. (5) 1≤x2+y2≤25
三、填充題(每題 5 分,共 35 分)〔原卷填充題編 A~G,即本頁第 11~17 題〕
11
已知 n 為自然數,且 n+2+n1​​−n−2+n1​​<101​,則 n 的最小值為 ____。
12
若 x=32​−32​1​,求 4x3+12x+5 之值為 ____。
13
設 a>0,且 a2x=7−43​,求 ax+a−xa4x+a−4x​= ____。(化成最簡分數)
14
若 a、b、c 皆為整數且 ∣a−1∣+2∣b+2∣+3∣c−3∣=3,則數對 (a,b,c) 有 ____ 組解。
15
設 a、b 為實數,且 (0.027)a=100,9b=1000,則 (3a+2)(2b−3)= ____。
16
若 a>0、b>0,設 △ABC 為一直角三角形,∠A=90∘,且 AC=2a、AB=b,今以 AC、AB、BC 為邊,往外畫出 ACDE、ABHI、BCFG 三個正方形。若正方形 BCFG 的面積為 24 時,則 △ABC 面積的最大值為 ____。
載入中...
17
如圖,以 AB 為直徑作半圓,P 為半圓上的一點且 PD 垂直 AB。若 C、A、B 的坐標分別為 0、2、12,且 PBAD​=209​,則 D 的坐標 ____。(化成最簡分數)(本頁的圖是示意圖,D 的位置沒有照實際比例畫)
載入中...
02 · 答案

答案一覽,先對再看詳解

第 1 題(4)
第 2 題(1)
第 3 題(2)
第 4 題(5)
第 5 題(3)
第 6 題(1)(3)(4)
第 7 題(2)(3)(5)
第 8 題(3)(4)
第 9 題(1)(4)(5)
第 10 題(1)(3)(5)
第 11 題401
第 12 題11
第 13 題297​
第 14 題8
第 15 題−6
第 16 題6
第 17 題528​
03 · 勾錯題號

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04 · 逐題詳解

每一題,錯在哪一步

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01單選第 1~5 題

第 1 題答案 (4)。三個數都是「大根號減小根號」,把分子有理化:a=9​−6​=9​+6​9−6​=3+6​3​,b=8​−7​=8​+7​1​,c=10​+5​10−5​=10​+5​5​。估值:3+6​≈5.45,8​+7​≈5.47,10​+5​≈5.40,三個分母差不多都是 5.4 左右,分子分別是 3、1、5,所以 a≈0.55,b≈0.18,c≈0.93,c>a>b。
直接估也可以:a≈3−2.449,b≈2.828−2.646,c≈3.162−2.236。
第 2 題答案 (1)。分段去絕對值。① x<−1:(2−x)+2(x+1)≥2,即 x+4≥2,x≥−2,得 −2≤x<−1。② −1≤x≤2:(2−x)−2(x+1)≥2,即 −3x≥2,x≤−32​,得 −1≤x≤−32​。③ x>2:(x−2)−2(x+1)≥2,即 −x−4≥2,x≤−6,與 x>2 矛盾,沒有解。合起來 −2≤x≤−32​,整數只有 −2、−1,共 2 個。
第 3 題答案 (2)。x=0,把 x2−4x−1=0 同除以 x:x−x1​=4。平方:x2−2+x−2=16,所以 x2+x−2=18。立方差:x3−x−3=(x−x1​)3+3(x−x1​)=64+12=76。所求 =(x3−x−3)+(x2+x−2)=76+18=94。
(p−q)3=p3−q3−3pq(p−q),取 p=x、q=x1​ 時 pq=1。
第 4 題答案 (5)。四個數都是 3​ 與 7​ 的分點:a=52​3​+53​7​,b=53​3​+52​7​,c=114​3​+117​7​,d=117​3​+114​7​。7​ 比較大,所以 7​ 的係數越大,那個數越靠近 7​、也就越大。係數依序是 53​=0.6、52​=0.4、117​≈0.636、114​≈0.364,所以 c>a>b>d。
直接相減也行:c−a=552(7​−3​)​>0,a−b=57​−3​​>0,b−d=552(7​−3​)​>0。
第 5 題答案 (3)。(916​)−0.5=(169​)21​=43​;0.125=81​=2−3,所以 (0.125)32​=2−2=41​;(425​)−1.5=(254​)23​=(52​)3=1258​。相乘:43​×41​×1258​=200024​=2503​。
看到 x2−kx−1=0 或 x2+x−2 這類式子,先求 x±x1​,再用乘法公式往上推。

02多選第 6~10 題

第 6 題答案 (1)(3)(4)。(1) ○:(x+x−1)2=x2+x−2+2=8,x>0 所以 x+x−1=22​。(2) ×:(x−x−1)2=x2+x−2−2=4,x>1 時 x>x−1,所以 x−x−1=2,不是 2​。(3) ○:x2−x−2=(x+x−1)(x−x−1)=22​×2=42​。(4) ○:x3+x−3=(x+x−1)3−3(x+x−1)=162​−62​=102​。(5) ×:先求 x3−x−3=(x−x−1)3+3(x−x−1)=8+6=14。再看 (x3−x−3)(x2+x−2)=x5+x−x−1−x−5,所以 x5−x−5=14×6−(x−x−1)=84−2=82,不是 78。
第 7 題答案 (2)(3)(5)。∣x−2∣、∣x−7∣ 是數線上 x 到 2、到 7 的距離,兩點相距 5。距離和 ∣x−2∣+∣x−7∣≥5:x 在 2 與 7 之間時等於 5,往外走可以任意大。距離差 ∣x−2∣−∣x−7∣:x≤2 時是 −5,2≤x≤7 時是 2x−9(從 −5 升到 5),x≥7 時是 5,所以介於 −5 與 5 之間,中間的值都取得到。(1) ×:1<5。(2) ○:6≥5,解為 x=23​ 或 215​。(3) ○:2x−9=1,x=5。(4) ×:−6<−5。(5) ○:2x−9=−1,x=4。
第 8 題答案 (3)(4)。logt 的意思是「10 的幾次方等於 t」,所以 10logt=t。(1) ×:x=1 時 1=100,指數是 0;0<x<1 時指數是負的。只有 x>1 時 y 才是正的。(2) ×:(101​)log2=10−log2=10log21​=21​,同理右邊是 31​,而 21​>31​。(3) ○:10−log2=21​>31​。(4) ○:102log3=(10log3)2=9,103log2=(10log2)3=8,9>8。(5) ×:設 logy=k,即 y=10k;logx=k+1,所以 x=10k+1=10y,不是 10y​。
第 9 題答案 (1)(4)(5)。c=65a+b​,所以 c−a=6b−a​,b−c=65(b−a)​。d=67a−b​,所以 d−a=−6b−a​。(1) ○:c−a 與 b−c 同號(a=b),C 從 A 往 B 的方向走了 AB 的 61​,在 A、B 之間。(2) ×:c−a=6b−a​,只有 b>a 時才是正的;例如 a=6、b=0 時 c=5<a。(3) ×:d−a 與 b−a 異號,D 在 A 的外側(與 B 不同邊)。a<b 時 D 在兩點之左,但 a>b 時 D 在兩點之右;例如 a=6、b=0 時 d=7。(4) ○:AC=6∣b−a∣​,BC=65∣b−a∣​,所以 5AC=BC。(5) ○:AD=6∣b−a∣​,所以 6AD=∣b−a∣=AB。
題目沒有說 a<b,凡是和「左、右、大、小」有關的選項都要兩種情形各看一次。
第 10 題答案 (1)(3)(5)。∣x+1∣≤3 即 −4≤x≤2;∣y−2∣≤1 即 1≤y≤3。(1) ○:−12≤3x≤6,2≤2y≤6,相加得 −10≤3x+2y≤12。(2) ×:−6≤−2y≤−2,與 −12≤3x≤6 相加得 −18≤3x−2y≤4;例如 x=2、y=1 時 3x−2y=4>0。(3) ○:y 是正的。x≥0 時 0≤xy≤2×3=6;x<0 時 xy<0,最小在 x=−4、y=3,為 −12。所以 −12≤xy≤6。(4) ×:y>0,31​≤y1​≤1。x≥0 時 yx​ 最大是 12​=2;x<0 時最小是 1−4​=−4。範圍是 −4≤yx​≤2;例如 x=2、y=1 時 yx​=2>32​。(5) ○:0≤x2≤16(x=0 時最小,x=−4 時最大),1≤y2≤9,相加得 1≤x2+y2≤25。
(5) 的 x2 最小值是 0 不是 4:x 的範圍跨過 0,平方的最小值在 x=0。
兩個絕對值相加看「距離和 ≥ 兩點距離」,相減看「距離差介於正負兩點距離之間」;範圍相減要先變號再相加。

03填充 A~D(本頁第 11~14 題)

第 11 題n+2+n1​=(n​+n​1​)2,n−2+n1​=(n​−n​1​)2。n 是自然數,n​≥1≥n​1​,所以兩個根號分別是 n​+n​1​ 與 n​−n​1​,相減得 n​2​。n​2​<101​ 即 n​>20,n>400,最小的自然數是 401。
n=400 時左邊恰好等於 101​,不合「小於」。
第 12 題設 p=32​,q=32​1​,則 pq=1,p3=2,q3=21​,x=p−q。x3=p3−q3−3pq(p−q)=2−21​−3x=23​−3x。所以 4x3=6−12x,4x3+12x+5=6+5=11。
第 13 題a−2x=7−43​1​=49−487+43​​=7+43​,所以 a2x+a−2x=14。分子:a4x+a−4x=(a2x+a−2x)2−2=196−2=194。分母:(ax+a−x)2=a2x+a−2x+2=16,ax、a−x 都是正的,所以 ax+a−x=4。所求 =4194​=297​。
也可以先化簡:7−43​=(2−3​)2,所以 ax=2−3​,a−x=2+3​,和是 4。
第 14 題令 p=∣a−1∣,q=∣b+2∣,r=∣c−3∣,都是不小於 0 的整數,p+2q+3r=3。r=1 時 p=q=0;r=0 時 p+2q=3,得 (p,q)=(3,0) 或 (1,1)。逐一數:① (p,q,r)=(0,0,1):a=1,b=−2,c=2 或 4,共 2 組。② (3,0,0):a=4 或 −2,b=−2,c=3,共 2 組。③ (1,1,0):a=2 或 0,b=−1 或 −3,c=3,共 2×2=4 組。合計 2+2+4=8 組。
絕對值等於正數時有兩個解,等於 0 時只有一個解。
根號裡出現 n±2+n1​ 就是 (n​±n​1​)2;開出來要先判斷正負。

04填充 E~G(本頁第 15~17 題)

第 15 題把兩個條件都改成以 10 為底。0.027=(0.3)3,所以 (0.3)3a=102;a=0 時左邊是 1,不合,所以 a=0,兩邊取 3a1​ 次方:0.3=103a2​。同理 9b=32b=103,b=0,3=102b3​。又 3=10×0.3,所以 102b3​=101+3a2​,指數相等:2b3​=1+3a2​=3a3a+2​。交叉相乘:9a=2b(3a+2),即 6ab+4b−9a=0。展開所求:(3a+2)(2b−3)=6ab−9a+4b−6=0−6=−6。
不必把 a、b 各自求出來;所求展開後剛好就是 6ab−9a+4b 再減 6。
第 16 題正方形 BCFG 的面積是 BC2=24。∠A=90∘,由畢氏定理 AC2+AB2=BC2,即 4a2+b2=24。△ABC 的面積 =21​×2a×b=ab。4a2、b2 都是正數,用算幾不等式:24a2+b2​≥4a2⋅b2​=2ab,即 12≥2ab,ab≤6。等號在 4a2=b2=12,即 a=3​、b=23​ 時成立,所以面積的最大值是 6。
另外兩個正方形 ACDE、ABHI 的面積就是 4a2 與 b2,和等於 24。
第 17 題AB=12−2=10。設 AD=u,則 BD=10−u。P 在以 AB 為直徑的半圓上,所以 ∠APB=90∘。△PDB 與 △APB 都是直角三角形,又共用 ∠B,兩個三角形相似,ABPB​=PBBD​,得 PB2=BD×AB=10(10−u)。條件 PBu​=209​ 即 20u=9PB,兩邊平方:400u2=81×10(10−u),化簡得 40u2+81u−810=0,分解為 (5u−18)(8u+45)=0。u>0,所以 u=518​。D 的坐標是 2+518​=528​。
檢查:BD=532​,PB2=64,PB=8,518​÷8=209​。本頁的圖是示意圖,D 沒有畫在實際位置。
平方和固定、求乘積的最大值,用算幾不等式;半圓上的點看到直徑是直角,接著用相似或畢氏定理。

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最容易錯的是多選第 9 題(題目沒說 a 小於 b,C 一定在兩點之間,但 D 在左或在右不一定)、多選第 10 題的選項 (5)(x 的範圍跨過 0,平方的最小值是 0)、多選第 6 題的選項 (5)(五次方的差要一步步推,是 82 不是 78),以及填充 E(本頁第 15 題,不用解出 a、b,把兩個底數都換成 10 的次方再比指數)。詳解逐題寫在本頁。

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