御藍教育/段考卷/高一

段考詳解範圍:數與式、直線方程式(實數、絕對值、指數、常用對數、算幾不等式、分點公式、斜率與直線方程式)

高雄中山高中 114 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 20 題,照原卷順序

多重選擇題 5 題(25 分)、填充題 13 題共 15 格(75 分)

一、多重選擇題(一題 5 分,共 25 分,錯一個選項扣 2 分)
1
下列哪些是無理數?
  1. (A) 2​−1.414
  2. (B) 0.871
  3. (C) 243​
  4. (D) π+1
  5. (E) 3+22​​1​−2​−11​
2
下列選項何者正確?
  1. (A) 0.9<1
  2. (B) 若 a 是有理數且 b 是無理數,則 a−b 是無理數
  3. (C) −3​=(−3)21​
  4. (D) 若 x 為實數,則 x+x1​ 必定是大於或等於 2
  5. (E) 若 a>0,則 log10a=10loga
3
下列各不等式,哪些選項的解和不等式 ∣x−5∣≤3 的解相同?
  1. (A) x≥8 或 x≤2
  2. (B) ∣x−2∣+∣x−8∣=6
  3. (C) ​−51​x+1​≤53​
  4. (D) 1≤∣x−1∣≤7
  5. (E) −1≤∣x−3∣≤5
4
如右圖,將圓六等分的點分別為 A、B、C、D、E、F,設 AB、BC、CD、DE、EF、FA 六邊所在斜率分別為 m1​、m2​、m3​、m4​、m5​、m6​,且 EF=2,下列哪些正確?
  1. (A) m3​>0
  2. (B) m1​>m2​
  3. (C) m4​×m6​=3
  4. (D) BF=4
  5. (E) 直線 BE 的方程式為 y=3​(x+2)
載入中...
5
在坐標平面上有三直線 L1​:y=ax−1、L2​:y=x+b、L3​:y=cx+d,其圖形如右圖,已知 OA=OB,則下列哪些正確?
  1. (A) a>1
  2. (B) b>0
  3. (C) c>−1
  4. (D) d=−1
  5. (E) bc+1>0
載入中...
二、填充題(一格 5 分,共 75 分)注意:(1) 答案不可以用指數形式表示,例如 2 的三分之一次方須寫成三次根號 2。(2) 答案若為根號形式須化到最簡,例如根號 8 須寫成 2 倍根號 2。若違反以上 (1)(2) 之規定,則不予計分。(本頁第 6~17 題依序為原卷填充題 1~12,第 18~20 題為原卷填充題 13 的 (1)(2)(3))
6
化簡 x2−x−22x−1​−x+1x+2​= ____。
7
試求 (0.25)−21​+(1681​)0.25+(5​+3​)−3(5​−3​)−3= ____。
8
log0.0001+log10−21×10log31​= ____。
9
設 a、b、c 為 1 至 9 的正整數,若 900399​<0.abc<900400​,則 (a,b,c)= ____。
10
設 a 為正整數且 0<a<9,若 8×(32+3+1)(32−3+1)(36+1)(312+1)+1=ab,則數對 (a,b)= ____。
11
已知 a、b 為實數,且不等式 1<∣ax+3∣<b 之解為 −3<x<1 或 2<x<6,則數對 (a,b)= ____。
12
阿呆和正男在公園玩耍,兩人都想要爬到一個半圓形的遊樂器材上(如右圖),圖中 AB 為圓的直徑(AB 為地面),且 DE⊥AB,CF⊥AB。若 AB=42 單位長,AD:DB=1:5,AC:BC=4:3,其中阿呆選中竿子 DE,而正男選中竿子 CF,試求:正男比阿呆多爬了 ____ 單位長。
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13
小明設計一塊模型農地,想用籬笆圍一塊長方形田地,其中靠牆的一邊(AD)不圍(如右圖所示),已知圍出來的面積為 12 cm2,若 AB 與 CD 的造價為 30 元/cm,BC 的造價為 20 元/cm,則小明最少要花 ____ 元才能製作出這塊田地。
載入中...
14
某手機程式,每次點擊螢幕上的數 a 後(a>0),螢幕上的數會變成 a​。當一開始時螢幕上的數為 N(N>0)且連續點擊螢幕 5 次後,螢幕上的數為 3,請問 N 是 ____ 位數。(已知 100.4771≈3)
15
若定義飲料中糖分的濃度 S 與甜度等級 K 的關係為 logS=41​K+p,其中 p 為一實數。已知珍珠奶茶的甜度等級為 12,梅子冰茶的甜度等級為 6,試問:珍珠奶茶糖分濃度是梅子冰茶的糖分濃度的 ____ 倍。
16
如右圖,每一個小方格都是正方形,如果將每個小方格的頂點(A1​、A2​、A3​、…、A12​)的坐標 (x,y) 代入 202x−101y=k,請問會得到 ____ 個不同的 k 值。
載入中...
17
小明在天文網站上看到以下的資訊「可利用北斗七星斗杓的天璇與天樞這兩顆星來尋找北極星:由天璇起駛向天樞的方向延伸便可找到北極星,其中天樞與北極星的距離為天樞與天璇距離的 5 倍。」今小明將所見的星空想像成一個坐標平面,其中天璇的坐標為 (7,3),天樞的坐標為 (5,6)。依上述資訊求北極星的坐標為 ____。
填充題 13(第 18~20 題) 坐標平面上,已知一點 P(−1,0) 及 △ABC 之三頂點 A(3,1)、B(2,6)、C(5,2),試求:
18
(1) 過 A 點且與 BC 平行的直線方程式為 ____。(請以 ax+by+c=0 形式表示)
19
(2) BC 上的高的直線方程式為 ____。(請以 ax+by+c=0 形式表示)
20
(3) 若直線 L 過 P 點且與 △ABC 有交點,設直線 L 的斜率為 m,求 m 的範圍為 ____。
02 · 答案

答案一覽,先對再看詳解

第 1 題(A)(C)(D)
第 2 題(B)(E)
第 3 題(B)(C)
第 4 題(A)(E)
第 5 題(A)(B)(D)
第 6 題x−2−x+3​
第 7 題829​
第 8 題−11
第 9 題(4, 4, 3)
第 10 題(3, 24)
第 11 題(−2, 9)
第 12 題123​−75​
第 13 題240
第 14 題16
第 15 題1010​
第 16 題9
第 17 題(−5, 21)
第 18 題4x+3y−15=0
第 19 題3x−4y−5=0
第 20 題41​≤m≤2
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多選 1~3:有理數與無理數、基本性質、絕對值不等式

第 1 題答案 (A)(C)(D)。(A) 是:1.414 是有理數,無理數 2​ 減去有理數仍是無理數。(B) 不是:循環小數是有理數。(C) 是:243​=81×3​=93​。(D) 是:無理數 π 加上有理數 1 仍是無理數。(E) 不是:3+22​=(2​+1)2,所以 3+22​​1​=2​+11​=2​−1;2​−11​=2​+1;相減得 (2​−1)−(2​+1)=−2,是有理數。
1.414 只是 2​ 的近似值,兩者不相等,所以 (A) 不是 0。
第 2 題答案 (B)(E)。(A) 錯:設 x=0.9,則 10x=9.9,相減得 9x=9,x=1,兩者相等。(B) 對:若 a−b=r 是有理數,則 b=a−r 是有理數,矛盾。(C) 錯:實數的範圍內負數不能開平方,分數指數也只對正的底數定義,兩邊都沒有意義。(D) 錯:取 x=−1,x+x1​=−2;要 x>0 才有 x+x1​≥2。(E) 對:log10a=a;而 loga 就是「10 的幾次方等於 a」的那個次方,所以 10loga=a。兩邊都等於 a。
(E) 的兩邊分別是「先取 10 的次方再取 log」與「先取 log 再取 10 的次方」,後者需要 a>0。
第 3 題答案 (B)(C)。∣x−5∣≤3 的解是 2≤x≤8。(A) 不同:那是 ∣x−5∣≥3 的解。(B) 相同:∣x−2∣+∣x−8∣ 是 x 到 2、到 8 的距離和,而 2 和 8 相距 6,距離和等於 6 恰好是 x 在 2 和 8 之間(含端點)。(C) 相同:兩邊同乘以 5 得 ∣−x+5∣≤3,就是 ∣x−5∣≤3。(D) 不同:1≤∣x−1∣≤7 的解是 2≤x≤8 或 −6≤x≤0,多了一段。(E) 不同:∣x−3∣≥−1 恆成立,只剩 ∣x−3∣≤5,解是 −2≤x≤8。
(D) 的絕對值夾在兩個正數之間,解有左右兩段,只看右邊那段會誤以為相同。

02多選 4~5:由圖形讀出斜率與截距

第 4 題答案 (A)(E)。由圖,F 在原點、E 在 x 軸負向、B 在 y 軸上,EF=2,所以 E(−2,0)、F(0,0)。正六邊形邊長 2,圓的半徑也是 2,圓心在 EF 的中垂線上、距 EF 為 22−12​=3​,即 (−1,3​)。六個頂點為 A(1,3​)、B(0,23​)、C(−2,23​)、D(−3,3​)、E(−2,0)、F(0,0)。斜率:m1​=0−123​−3​​=−3​,m2​=0,m3​=−3−(−2)3​−23​​=3​,m4​=−2−(−3)0−3​​=−3​,m5​=0,m6​=1−03​−0​=3​。(A) 對:m3​=3​>0。(B) 錯:−3​<0。(C) 錯:m4​×m6​=−3。(D) 錯:BF=23​。(E) 對:BE 的斜率是 0−(−2)23​−0​=3​,且過 E(−2,0),方程式為 y=3​(x+2)。
正六邊形的對邊互相平行,所以 m1​=m4​、m2​=m5​、m3​=m6​,只要算三個。
第 5 題答案 (A)(B)(D)。L1​ 的 y 截距是 −1;圖中 L3​ 和 L1​ 交在 y 軸上同一點,所以 d=−1,(D) 對。L1​ 交 x 軸於 A(a1​,0),L3​ 交 x 軸於 B(c1​,0);A、B 在原點兩側且 OA=OB,所以 c1​=−a1​,c=−a。L2​ 的 y 截距在 x 軸上方,b>0,(B) 對。L1​、L2​ 的交點滿足 ax−1=x+b,即 (a−1)x=b+1;圖中交點在第一象限,x>0,而 b+1>0,所以 a−1>0,a>1,(A) 對。於是 c=−a<−1,(C) 錯。L2​ 交 x 軸於 (−b,0),圖中它在 B(−a1​,0) 的左邊,所以 −b<−a1​,b>a1​,ab>1;bc+1=−ab+1<0,(E) 錯。
L1​ 比斜率 1 的 L2​ 更陡,也可以直接看出 a>1。(E) 要用到 L2​ 的 x 截距點在 B 的左邊這個位置關係。
由圖判斷係數時,先把每條線的 x 截距、y 截距用係數寫出來,再把圖上的左右、上下關係翻成不等式。

03填充 1~6(第 6~11 題):式的化簡、指數與對數求值、循環小數、絕對值

第 6 題x2−x−2=(x−2)(x+1)。通分:(x−2)(x+1)2x−1​−(x+1)(x−2)(x+2)(x−2)​=(x−2)(x+1)2x−1−(x2−4)​=(x−2)(x+1)−x2+2x+3​。分子 −x2+2x+3=−(x−3)(x+1),約去 x+1 得 x−2−(x−3)​=x−2−x+3​。
分子算完還能再因式分解,要約到最簡。寫成 x−23−x​ 或 −x−2x−3​ 都是同一個式子。
第 7 題(0.25)−21​=(41​)−21​=421​=2;(1681​)0.25=(2434​)41​=23​;(5​+3​)−3(5​−3​)−3=[(5​+3​)(5​−3​)]−3=(5−3)−3=81​。相加:2+23​+81​=829​。
第三項兩個括號的指數相同,先把底數相乘(平方差)再取次方。
第 8 題先乘後加。log0.0001=log10−4=−4;log10−21=−21;10log31​=31​。所以原式 =−4+(−21)×31​=−4−7=−11。
10log31​ 是「10 的某次方」,那個次方正好讓結果等於 31​。
第 9 題900399​=300133​=0.443=0.44333⋯,900400​=94​=0.4=0.44444⋯。夾在這兩數之間的小數,前兩位一定是 4、4,所以 a=4、b=4,這個數是 0.44c=0.44c4c⋯。c=3 時是 0.44343⋯,比 0.44333⋯ 大、比 0.44444⋯ 小,符合。c=4 時等於 0.4,不是「小於」;c≤2 時小於 0.443,c≥5 時大於 0.445,都不符合。所以 (a,b,c)=(4,4,3)。
循環節是 bc 兩位,a 不循環;c=4 會剛好等於右端,嚴格不等式不成立。
第 10 題8=32−1=(3−1)(3+1)。(3−1)(32+3+1)=33−1,(3+1)(32−3+1)=33+1,兩者相乘得 36−1。再乘 (36+1) 得 312−1,再乘 (312+1) 得 324−1。加上 1 就是 324。a 是小於 9 的正整數,324 只含質因數 3,所以 a=3、b=24。
把 8 拆成 (3−1)(3+1) 是關鍵,分別配上立方差、立方和公式。324=912,但題目限定 a<9。
第 11 題1<∣ax+3∣<b 的解是以 x=−a3​ 為中心、左右對稱的兩段。兩段 −3<x<1、2<x<6 的對稱中心是 2−3+6​=23​(也等於 21+2​),所以 −a3​=23​,a=−2。此時 ∣−2x+3∣=2​x−23​​,不等式成為 21​<​x−23​​<2b​。內側端點 1、2 到中心的距離是 21​,相符;外側端點 −3、6 到中心的距離是 29​,所以 2b​=29​,b=9。
驗算:1<∣−2x+3∣<9 即 1<∣2x−3∣<9,解得 2<x<6 或 −3<x<1。

04填充 7~10(第 12~15 題):半圓、算幾不等式、位數與對數

第 12 題半徑是 21,設圓心為 O(AB 的中點)。AD=42×61​=7,所以 OD=21−7=14;E 在圓上,OE=21,由畢氏定理 DE=212−142​=245​=75​。AC=42×74​=24,所以 OC=24−21=3,CF=212−32​=432​=123​。正男比阿呆多爬 123​−75​ 單位長。
也可以用 DE2=AD×DB=7×35、CF2=AC×CB=24×18。123​≈20.8、75​≈15.7,差是正的。
第 13 題設 AB=CD=x、BC=y(單位 cm),則 xy=12,花費是 30x+30x+20y=60x+20y 元。由算幾不等式 260x+20y​≥60x⋅20y​=1200×12​=14400​=120,所以 60x+20y≥240。等號在 60x=20y 時成立,即 y=3x,代入 xy=12 得 x=2、y=6。最少要花 240 元。
AB 和 CD 兩邊都要圍,所以是 60x 不是 30x;靠牆的 AD 不用花錢。
第 14 題每點擊一次就是取 21​ 次方,點 5 次後是 N321​=3,所以 N=332。3≈100.4771,N≈100.4771×32=1015.2672,介於 1015 和 1016 之間,是 16 位數。
開 5 次根號是 (21​)5=321​ 次方,不是 101​ 次方。
第 15 題logS=41​K+p 表示 S=1041​K+p。珍珠奶茶:S1​=103+p;梅子冰茶:S2​=1023​+p。S2​S1​​=10(3+p)−(23​+p)=1023​=1010​。
p 在相除時消掉,不必知道它的值。依卷面規定答案不能寫成 1023​,要寫 1010​。
算幾不等式求極值時,把要求的式子拆成兩項,讓兩項的乘積是已知的定值。

05填充 11~13(第 16~20 題):直線方程式

第 16 題設小方格邊長為 s,A1​ 的坐標為 (x0​,y0​)。從 A1​ 往右 i 格、往上 j 格的頂點是 (x0​+is, y0​+js)(i=0,1,2,3;j=0,1,2),代入得 k=202(x0​+is)−101(y0​+js)=(202x0​−101y0​)+101s(2i−j)。k 的值由 2i−j 決定:i=0 時為 0,−1,−2;i=1 時為 2,1,0;i=2 時為 4,3,2;i=3 時為 6,5,4。不同的值是 −2,−1,0,1,⋯,6,共 9 個。
202x−101y=k 是斜率 2 的直線;同一條斜率 2 的直線上的頂點(例如 A1​、A6​;A2​、A7​、A12​)得到相同的 k。12 個頂點落在 9 條平行線上。
第 17 題設天璇 M(7,3)、天樞 D(5,6)、北極星 N(x,y)。N 在 M 往 D 的延長線上,且 DN=5MD,所以 D 在 MN 上,MD:DN=1:5。由分點公式 5=65×7+1×x​,得 x=−5;6=65×3+1×y​,得 y=21。北極星的坐標為 (−5,21)。
從天璇到天樞是 x 減 2、y 加 3,再往同方向走 5 倍:(5−10, 6+15)=(−5,21),結果相同。
第 18 題(1) BC 的斜率是 5−22−6​=−34​。平行線斜率相同,過 A(3,1):y−1=−34​(x−3),整理得 4x+3y−15=0。
第 19 題(2) BC 上的高過頂點 A 且與 BC 垂直,斜率是 43​(與 −34​ 相乘為 −1)。過 A(3,1):y−1=43​(x−3),整理得 3x−4y−5=0。
BC 上的高是從對面的頂點 A 作的,不是過 B 或 C。
第 20 題(3) P(−1,0) 到三個頂點的斜率:mPA​=3+11−0​=41​,mPB​=2+16−0​=2,mPC​=5+12−0​=31​。三個頂點都在 P 的右邊,直線 L 繞著 P 轉時,從過 A(斜率最小)轉到過 B(斜率最大)之間都會碰到三角形,中間不經過鉛直線,所以 41​≤m≤2。
三個斜率都要算,取最小和最大的;C 的斜率 31​ 夾在中間。過頂點也算有交點,所以兩端有等號。
過定點的直線與圖形有交點的斜率範圍:把定點到各頂點的斜率都算出來,再確認旋轉過程中會不會經過鉛直線。

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多選第 5 題要把圖上的位置關係翻成不等式,最後一個選項要用到第二條線的橫軸截距點在 B 點左邊;填充第 4 題循環節只有後兩位,而且 c 取 4 會剛好等於右端;填充第 6 題要先由兩段解的對稱中心定出 a;填充第 11 題原點不在格子頂點上,要看出同一條斜率 2 的直線上的頂點得到相同的 k。詳解逐題寫在本頁。

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可以,免註冊。PDF 是 A4 考卷格式,填充與計算題留了作答空間,最後幾頁是答案與逐題詳解。

題目取自高雄中山高中 114 學年度上學期 高一第一次段考 數學,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。

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