01 · 試題 原卷 16 題,照原卷順序 單選題 2 題(每題 5 分,共 10 分)、作圖題 2 題(每題 5 分,共 10 分)、填充題 6 題(每(小)題 4 分,共 44 分;第 5 題每格各 1 分)、計算題 6 題(每題 6 分,共 36 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 10 分)
1
考慮 sin 1 , sin 2 , sin 3 , sin 4 , sin 5 , sin 1 ∘ , sin 2 ∘ , sin 3 ∘ , sin 4 ∘ , sin 5 ∘ 這 10 個數,試問有幾個數是正實數? (1) 2 個(2) 4 個(3) 6 個(4) 8 個(5) 10 個2
a = sin ( π 2 ) ,試問下列哪一個選項是正確的?(1) a = − 1 (2) − 1 < a ≤ − 2 1 (3) − 2 1 < a ≤ 0 (4) 0 < a ≤ 2 1 (5) 2 1 < a ≤ 1 二、作圖題(每題 5 分,共 10 分)
3
利用 y = sin x 的圖形,畫出函數 y = sin x − 1 的圖形。 4
利用 y = sin x 的圖形,畫出函數 y = sin 2 x 的圖形。 三、填充題(每(小)題 4 分,共 44 分)
5
將度度量換算為弧度量,或將弧度量換算為度度量,並將答案填入下方的表格中。【此題每格各 1 分】(原卷是一張表格,四組對應如下)(1) 12 0 ∘ = ____ 弳;(2) − 30 0 ∘ = ____ 弳;(3) ____ 度 = 4 5 π 弳;(4) ____ 度 = 3 弳。
6
已知扇形半徑 20 公分,周長 50 公分,求扇形的:(1) 圓心角,(2) 面積。
7
某學校舉辦抽獎活動,1000 名學生分別領到編號 0001 到 1000 的對獎聯。首先,抽出一個不大於 40 的正整數,然後將此數字逐次加上 40 ,但不可大於 1000 ,這些號碼都可以獲得獎品。試問:假設抽出的正整數是 23 ,則中獎號碼當中最大的是幾號?
8
定義函數 f ( x ) = 2 + 3 cos ( 4 x + 5 ) ,其中 x 為實數,試求 f ( x ) 的:(1) 週期,(2) 最大值,(3) 最小值。
9
試解下列方程式或不等式:(1) 4 3 x + 5 = 8 7 x + 9 ,(2) 9 x < ( 3 1 ) x + 4 。
10
放射性物質的質量變為原本的一半所需的時間,稱為該放射物的半衰期。設某種放射性物質現在的質量為 100 公克且半衰期為 20 年,試求:(1) 60 年後的質量。(2) 經過多少年以後,其質量會衰變到剩下 1.5625 公克?
四、計算題(每題 6 分,共 36 分)
11
設 0 ≤ x < 2 π ,已知 sin x ≥ − 2 1 ,試求實數 x 的最大可能範圍。
12
設 a = ( 2 1 ) 2 1 , b = ( 3 1 ) 3 1 , c = ( 5 1 ) 5 1 ,試比較 a , b , c 的大小。
13
考慮某天下午 1 點到下午 2 點之間,試問哪些時間點的時針和分針恰好會夾成直角?
14
求方程式 x − 2 π = 6 cos x 的實根個數。
15
設 a , b , c , d 皆為實數,已知 f ( x ) = a sin ( b x + c ) + d ,其中 a > 0 , b > 0 , ∣ c ∣ ≤ π ,而 A ( 24 11 π , 5 ) , B ( 24 17 π , − 1 ) 是 y = f ( x ) 函數圖形中同一週期內的最高點及最低點,試求 a , b , c , d 之值。
16
設實數 x 滿足 − 2 ≤ x ≤ 1 ,且函數 f ( x ) = 2 ( 4 x + 4 − x ) − 3 ( 2 x + 2 − x ) + 5 ,試求 f ( x ) 的最大值及最小值。
第 1 題 (4)
第 2 題 (3)
第 3 題 把 y = sin x 的圖形往下平移 1 單位(圖見詳解)
第 4 題 把 y = sin x 的圖形以 y 軸為基準,水平方向縮為 2 1 倍(圖見詳解)
第 5 題 (1) 3 2 π (2) − 3 5 π (3) 225 (4) π 540
第 6 題 (1) 2 1 弳 (2) 100 平方公分
第 7 題 983 號(編號 0983 )
第 8 題 (1) 2 π (2) 5 (3) − 1
第 9 題 (1) x = − 15 17 (2) x < − 3 4
第 10 題 (1) 12.5 公克 (2) 120 年
第 11 題 0 ≤ x ≤ 6 7 π 或 6 11 π ≤ x < 2 π
第 12 題 c > a > b
第 13 題 下午 1 點 21 11 9 分與下午 1 點 54 11 6 分
第 14 題 5 個
第 15 題 a = 3 ,b = 4 ,c = 3 2 π ,d = 2
第 16 題 最大值 8 195 ,最小值 3
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01 單選第 1、2 題:弧度角的位置與正弦值的正負第 1 題 答案 (4) 。沒有度的記號就是弧度。π ≈ 3.14 、2 π ≈ 6.28 :1 、2 、3 都在 0 與 π 之間,正弦值為正;4 、5 在 π 與 2 π 之間,正弦值為負。1 ∘ 到 5 ∘ 都是銳角,正弦值為正。所以正實數有 3 + 5 = 8 個。
3 弧度約 171. 9 ∘ ,還沒超過 18 0 ∘ ,sin 3 是正的(約 0.141 )。
第 2 題 答案 (3) 。π 2 ≈ 9.87 。3 π ≈ 9.42 ,3 π + 6 π = 6 19 π ≈ 9.95 ,所以 3 π < π 2 < 3 π + 6 π 。正弦函數的週期是 2 π ,a = sin ( π 2 ) = sin ( π 2 − 2 π ) ,而 π < π 2 − 2 π < π + 6 π = 6 7 π 。角從 π 增加到 2 3 π 時正弦值由 0 一路降到 − 1 ,且 sin 6 7 π = − 2 1 ,因此 − 2 1 < a < 0 ,落在選項 (3) 的範圍。
π 2 − 3 π = π ( π − 3 ) ≈ 0.445 弧度,約 25. 5 ∘ ,比 3 0 ∘ 小;a ≈ − 0.430 。
弧度角先用 π ≈ 3.14 找出它夾在哪兩個特殊角之間,超過一圈的先減掉 2 π 的整數倍。
02 作圖第 3、4 題:正弦圖形的平移與伸縮第 3 題 y = sin x − 1 是把 y = sin x 每一點的 y 坐標都減 1 ,也就是整個圖形往下平移 1 單位,形狀與週期(2 π )都不變。幾個關鍵點:( 0 , 0 ) → ( 0 , − 1 ) ;最高點 ( 2 π , 1 ) → ( 2 π , 0 ) ;( π , 0 ) → ( π , − 1 ) ;最低點 ( 2 3 π , − 1 ) → ( 2 3 π , − 2 ) 。新圖形的最大值是 0 、最小值是 − 2 ,在 x = 2 π 、2 π ± 2 π 、… 與 x 軸相切。附圖的虛線是原來的 y = sin x ,實線是答案。
圖形最高只到 x 軸,不會跑到 x 軸上方;2 π ≈ 1.57 、2 3 π ≈ 4.71 ,在方格上要對準這些位置。
第 4 題 y = sin 2 x 是把 y = sin x 的圖形以 y 軸為基準,水平方向縮為 2 1 倍:每一點的 x 坐標變成一半、y 坐標不變。週期由 2 π 變成 π ,最大值 1 、最小值 − 1 不變。一個週期的關鍵點:( 0 , 0 ) 、最高點 ( 4 π , 1 ) 、( 2 π , 0 ) 、最低點 ( 4 3 π , − 1 ) 、( π , 0 ) ,再往左右每隔 π 重複。附圖的虛線是原來的 y = sin x ,實線是答案。
是「縮」不是「伸」:原圖一個週期的寬度裡,新圖形要畫出兩個完整的波。4 π ≈ 0.79 、π ≈ 3.14 。
y = sin x + k 是上下平移,振幅與週期不變;y = sin b x (b > 0 )是水平伸縮,週期變成 b 2 π 。
03 填充第 5、6 題:度與弧度互換、扇形第 5 題 用 18 0 ∘ = π 弳換算。(1) 12 0 ∘ = 120 × 180 π = 3 2 π 弳。(2) − 30 0 ∘ = − 300 × 180 π = − 3 5 π 弳。(3) 4 5 π 弳 = 4 5 × 18 0 ∘ = 22 5 ∘ 。(4) 3 弳 = 3 × π 18 0 ∘ = ( π 540 ) ∘ ,約 171. 9 ∘ 。
第 (4) 格的 3 弳沒有 π ,是 3 弧度,不是 3 π ;換成度要除以 π 。負角換算後仍是負的。
第 6 題 扇形的周長是兩條半徑加一段弧:弧長 s = 50 − 2 × 20 = 10 (公分)。(1) 由 s = r θ :10 = 20 θ ,θ = 2 1 (弳)。(2) 面積 = 2 1 r s = 2 1 × 20 × 10 = 100 (平方公分)。
周長不是只有弧長,要先扣掉兩條半徑。圓心角 2 1 弳約 28. 6 ∘ 。
度與弧度互換只記 18 0 ∘ = π 弳;扇形用 s = r θ 、面積 = 2 1 r 2 θ = 2 1 r s 。
04 填充第 7、8 題:等間隔的號碼、餘弦型函數的週期與最大最小值第 7 題 中獎號碼是 23 , 63 , 103 , … ,每次加 40 ,第 k 次加完是 23 + 40 k 。要 23 + 40 k ≤ 1000 ,即 40 k ≤ 977 ,k ≤ 24.4 … ,k 最大取 24 。最大的中獎號碼是 23 + 40 × 24 = 983 號。
再加一次是 1023 ,已經超過 1000 。也可以用 1000 = 40 × 25 :每 40 號一組共 25 組,每組恰有一個中獎號碼,最後一組(961 ~1000 )裡的是 960 + 23 = 983 。
第 8 題 (1) y = cos x 的週期是 2 π ,x 的係數是 4 ,圖形在水平方向縮為 4 1 倍,週期 = 4 2 π = 2 π ;左右平移與上下平移都不改變週期。(2)(3) x 為任意實數時 − 1 ≤ cos ( 4 x + 5 ) ≤ 1 ,乘以 3 再加 2 :− 1 ≤ f ( x ) ≤ 5 ,而且兩端都取得到。所以最大值 5 、最小值 − 1 。
括號裡的 + 5 只讓圖形左右平移,不影響週期與最大最小值。
05 填充第 9、10 題:指數方程式與不等式、半衰期第 9 題 (1) 兩邊都化成以 2 為底:4 3 x + 5 = 2 2 ( 3 x + 5 ) = 2 6 x + 10 ,8 7 x + 9 = 2 3 ( 7 x + 9 ) = 2 21 x + 27 。底數相同,指數相等:6 x + 10 = 21 x + 27 ,15 x = − 17 ,x = − 15 17 。(2) 兩邊都化成以 3 為底:9 x = 3 2 x ,( 3 1 ) x + 4 = 3 − ( x + 4 ) 。底數 3 > 1 ,y = 3 x 是遞增函數,所以 2 x < − x − 4 ,3 x < − 4 ,x < − 3 4 。
第 (2) 小題若兩邊化成以 3 1 為底,因為底數小於 1 ,比較指數時不等號要反向:( 3 1 ) − 2 x < ( 3 1 ) x + 4 得 − 2 x > x + 4 ,結果相同。
第 10 題 每經過 20 年質量變為原來的 2 1 ,t 年後的質量是 100 × ( 2 1 ) 20 t 公克。(1) 60 年是 3 個半衰期:100 × ( 2 1 ) 3 = 12.5 (公克)。(2) 100 1.5625 = 0.015625 = 64 1 = ( 2 1 ) 6 ,所以經過了 6 個半衰期,6 × 20 = 120 (年)。
也可以一路減半來數:100 → 50 → 25 → 12.5 → 6.25 → 3.125 → 1.5625 ,共減半 6 次。
指數方程式與不等式先化成同底;底數大於 1 時不等號方向不變,介於 0 與 1 之間時要反向。
06 計算第 11、12 題:正弦不等式、比較大小第 11 題 先找等號成立的位置。在 0 ≤ x < 2 π 內,sin x = − 2 1 的角在第三、第四象限,參考角是 6 π :x = π + 6 π = 6 7 π 或 x = 2 π − 6 π = 6 11 π 。再看 y = sin x 的圖形與水平線 y = − 2 1 :從 x = 0 到 6 7 π ,圖形在水平線上方(含端點);從 6 7 π 到 6 11 π 之間,圖形在水平線下方;從 6 11 π 到 2 π ,圖形又回到水平線上方。所以 0 ≤ x ≤ 6 7 π 或 6 11 π ≤ x < 2 π 。
答案是兩段,不要漏掉靠近 2 π 的那一小段;不等式含等號,所以 6 7 π 與 6 11 π 都要包含,而 2 π 依題目的範圍不含。
第 12 題 三個數都是正數,同時取 30 次方(2 、3 、5 的最小公倍數)來比較:a 30 = ( 2 1 ) 15 = 32768 1 ,b 30 = ( 3 1 ) 10 = 59049 1 ,c 30 = ( 5 1 ) 6 = 15625 1 。分子相同時分母越小數越大:15625 1 > 32768 1 > 59049 1 ,即 c 30 > a 30 > b 30 。正數的 30 次方越大,原數也越大,所以 c > a > b 。
三個數的底數與指數都不同,不能直接套用指數函數的遞增遞減來比;先把指數變成相同才能比。數值約為 a ≈ 0.707 、b ≈ 0.693 、c ≈ 0.725 。
07 計算第 13、14 題:時針與分針、用圖形數實根第 13 題 設時刻為下午 1 點 t 分(0 ≤ t ≤ 60 ),角度都從 12 的位置順時針量。分針每分鐘走 6 ∘ ,位置是 6 t 度。時針每分鐘走 0. 5 ∘ ,1 點整時在 3 0 ∘ ,位置是 30 + 0.5 t 度。分針比時針多走的角度是 6 t − ( 30 + 0.5 t ) = 5.5 t − 30 度,在這一小時內由 − 3 0 ∘ 增加到 30 0 ∘ 。兩針夾成直角就是這個角度差等於 9 0 ∘ 或 27 0 ∘ (差 27 0 ∘ 時,從另一側量是 9 0 ∘ ;− 9 0 ∘ 在這一小時內不會出現)。5.5 t − 30 = 90 得 t = 11 240 = 21 11 9 ;5.5 t − 30 = 270 得 t = 11 600 = 54 11 6 。兩個時刻是下午 1 點 21 11 9 分與下午 1 點 54 11 6 分。
用弧度寫也一樣:分針每分鐘轉 30 π 、時針每分鐘轉 360 π ,直角是 2 π 。一小時內成直角有兩次,第二次(分針超前 27 0 ∘ )容易漏掉。
第 14 題 實根個數就是 y = 6 cos x 的圖形與直線 y = x − 2 π 的交點個數。因為 − 6 ≤ 6 cos x ≤ 6 ,交點只會出現在 − 6 ≤ x − 2 π ≤ 6 ,即 2 π − 6 ≤ x ≤ 2 π + 6 ,約 − 4.43 ≤ x ≤ 7.57 。① x = 2 π :兩邊都是 0 ,是一個根。② 2 π < x ≤ 7.57 :直線的值為正,所以只看 cos x > 0 的地方,這一段裡只有 2 3 π < x ≤ 7.57 (2 3 π ≈ 4.71 ,而下一次變號在 2 5 π ≈ 7.85 )。在 x = 2 3 π 曲線高度 0 、直線高度 π ,曲線在下;在 x = 2 π 曲線高度 6 、直線高度 2 3 π ≈ 4.71 ,曲線在上;在 x = 2 π + 6 直線高度 6 ,曲線高度不到 6 (這裡不是曲線的最高點),曲線在下。曲線先升後降,上升時與直線交 1 點、下降時再交 1 點,共 2 個根。③ − 4.43 ≤ x < 2 π :直線的值為負,只看 cos x < 0 的地方,即 − 4.43 ≤ x < − 2 π 。在 x = − 2 π 曲線高度 0 、直線高度 − π ,曲線在上;在 x = − π 曲線高度 − 6 、直線高度 − 2 3 π ≈ − 4.71 ,曲線在下;在 x = 2 π − 6 直線高度 − 6 ,曲線高度大於 − 6 ,曲線在上。同樣交 2 點。合計 1 + 2 + 2 = 5 個實根。
兩個圖形都對稱於點 ( 2 π , 0 ) ,所以左右兩邊的交點個數相同,中間那個根只算一次。五個根約在 x ≈ − 3.66 , − 2.26 , 1.57 , 5.41 , 6.80 。
一邊是正弦或餘弦、一邊是直線的方程式:先用函數值的範圍把 x 框住,再分段比較曲線與直線誰高誰低來數交點。
08 計算第 15、16 題:由最高點與最低點決定正弦函數、換元求極值第 15 題 因為 a > 0 ,最大值是 a + d 、最小值是 − a + d :a + d = 5 ,− a + d = − 1 ,解得 a = 3 ,d = 2 。同一週期內最高點與最低點的 x 坐標相差半個週期:24 17 π − 24 11 π = 4 π ,所以週期是 2 π ;由 b 2 π = 2 π (b > 0 )得 b = 4 。最高點發生在 sin ( b x + c ) = 1 :4 × 24 11 π + c = 2 π + 2 k π (k 為整數),c = 2 π − 6 11 π + 2 k π = − 3 4 π + 2 k π 。要 ∣ c ∣ ≤ π ,只有 k = 1 合:c = 3 2 π 。檢查最低點:4 × 24 17 π + 3 2 π = 2 7 π ,sin 2 7 π = − 1 ,f = − 3 + 2 = − 1 ,符合。所以 a = 3 ,b = 4 ,c = 3 2 π ,d = 2 。
最高點到最低點是半個週期,不是一個週期。c 要用題目給的範圍 ∣ c ∣ ≤ π 篩選:− 3 4 π 超出範圍,加一圈 2 π 才是答案。
第 16 題 令 t = 2 x + 2 − x 。t 2 = 4 x + 2 + 4 − x ,所以 4 x + 4 − x = t 2 − 2 ,f = 2 ( t 2 − 2 ) − 3 t + 5 = 2 t 2 − 3 t + 1 。再求 t 的範圍:令 u = 2 x ,− 2 ≤ x ≤ 1 時 4 1 ≤ u ≤ 2 ,t = u + u 1 。由算幾不等式 u + u 1 ≥ 2 u ⋅ u 1 = 2 ,等號在 u = 1 (x = 0 )成立,所以 t 的最小值是 2 。又 t − 2 = u + u 1 − 2 = u ( u − 1 ) 2 ,u 離 1 越遠這個值越大(u < 1 與 u > 1 兩側各自如此),所以 t 的最大值只會出現在兩端,比較兩端:u = 4 1 時 t = 4 1 + 4 = 4 17 ,u = 2 時 t = 2 + 2 1 = 2 5 ,所以 t 的最大值是 4 17 (x = − 2 ),即 2 ≤ t ≤ 4 17 。g ( t ) = 2 t 2 − 3 t + 1 = 2 ( t − 4 3 ) 2 − 8 1 的頂點在 t = 4 3 ,在 2 ≤ t ≤ 4 17 這一段位於頂點右側,g 隨 t 增加而增加。最小值 g ( 2 ) = 8 − 6 + 1 = 3 (x = 0 時);最大值 g ( 4 17 ) = 2 × 16 289 − 4 51 + 1 = 8 289 − 102 + 8 = 8 195 (x = − 2 時)。 換元後 t 不能取到頂點 4 3 (t 至少是 2 ),最小值不是 − 8 1 。最大值要比較 x = − 2 與 x = 1 兩端:f ( 1 ) = 2 17 − 2 15 + 5 = 6 ,比 f ( − 2 ) = 8 195 小。
看到 2 x + 2 − x 與 4 x + 4 − x 同時出現就令 t = 2 x + 2 − x ;換元之後一定要重新求新變數的範圍。
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上傳考卷 常見問題 建國中學 113 上 高二第一次段考數學的答案在哪裡? 本頁列出全部 16 題的答案;答案由御藍教育逐題重新計算。
建國中學 113 上 高二第一次段考數學哪幾題最容易錯? 第 2 題要先估出 π 的平方夾在哪兩個特殊角之間,再用週期換回一圈之內;第 13 題一小時內時針與分針成直角有兩次,第二次容易漏掉;第 14 題的直線不過原點,要先用餘弦值的範圍把 x 框住,再分左右兩邊數交點;第 16 題換元之後,新變數的範圍要由 x 的範圍重新求,最大值出現在 x 等於負二而不是 x 等於一。詳解逐題寫在本頁。
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題目取自建國中學 113 學年度上學期 高二第一次段考 數學B,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。