01 · 試題原卷 11 題,照原卷順序
多重選擇題 2 題(每題 5 個選項,每個選項 2 分,共 20 分)、填充題 6 題共 13 格(依答對格數配分:答對 1 到 13 格依序得 7、14、20、26、31、36、41、46、51、55、59、62、65 分)、混合題組 3 題(共 15 分,第 1 題填充、第 2 題單選各 4 分,第 3 題計算題 7 分),合計 100 分。卷面註明本試卷題型均可以自行判斷採用計算器為計算工具。題目卷卷頭印的命題範圍是按比例成長模型、黃金比例與費氏數列,答案卷卷頭印的是指數與對數函數。原卷三個大題各自從 1 編號,本頁題號全卷連續:第 1、2 題是多重選擇題,第 3 到第 8 題是填充題第 1 到第 6 題,第 9 到第 11 題是混合題組第 1 到第 3 題。答案已與學校公布的答案逐題核對,全部相同。
一、多重選擇題(每題均有 5 個選項,至少有一個選項是正確的,每個選項 2 分,共 20 分)
1
下列有關指數與對數的運算敘述,哪些是正確的?- (1) log01=0
- (2) log2(31)=−log29
- (3) (−3)2=9⇒log(−3)9=2
- (4) log(4+34)=log4+log34
- (5) logx2=6⇒logx=3
2
下列關於指數函數與對數函數的敘述,哪些是正確的?- (1) 若 0<x<1,則 y=ex 的圖形在 y=πx 的圖形的上方
- (2) 若 0<x<1,則 y=logex 的圖形在 y=logπx 的圖形的下方
- (3) y=a−x 的圖形和 y=logax 的圖形的凹向性一致
- (4) y=a−x 的圖形和 y=logax 的圖形的遞增遞減性一致
- (5) y=a−x 的圖形可以經過旋轉平移後和 y=logax 的圖形重合
二、填充題(依下表答題格數配分)
3
試求下列各式的值: (1) log2((3×26)32×3811÷23−4×(43)32) (2) 4log55−31log52+log125250 (3) [log2(4log24)](log82+1) 4
試比較 a、b、c 之大小: (1) a=logπe1,b=logeπ1,c=logeπ1 (2) a=(21)500,b=(31)333,c=(51)225 5
如右圖,一正五邊形 ABCDE,其中 AD 和 BE 交於 F。若 AF=1,則 AB 長度為何? 6
小綠在 17 歲生日當天想考慮存錢進銀行,某銀行提供三種利率方案供小綠選擇:方案 A:17 歲時一次存入本金 100 萬,利息按年單利計算,年利率 1.3%。方案 B:17 歲時一次存入本金 100 萬,利息按月複利計算,年利率 1.2%。方案 C:從 17 歲開始每年固定存 10 萬,利息按年複利計算,年利率 1% 試回答下列問題: (1) 若小綠預計在 27 歲生日隔天將這筆儲蓄提領出來,則她採用方案 A 和方案 B 領出的金額會相差多少元?(四捨五入取到整數位) (2) 若小綠選擇方案 C,則 27 歲生日隔天共能領出多少錢?(四捨五入取到整數位)
7
「根據中華民國人口推估(2018 至 2065 年)之中推估結果,…相關重點數據如下:一、總人口數:將於 110 年達人口最高峰為 2,361 萬人,隨後遞減至 154 年時剩下 1,735 萬人。…」(資料來源:內政部戶政司全球資訊網)試回答下列問題: (1) 假設我國總人口數呈線性遞減,試預測從 110 年開始算起,最少約在幾年後總人口數為 110 年高峰時的一半?(無條件進位到整數位) (2) 假設我國總人口數呈指數遞減,試預測從 110 年開始算起,最少約在幾年後總人口數為 110 年高峰時的一半?(無條件進位到整數位)
8
小綠某天數學課看到題目中有自然常數 e 的 300 次方,心血來潮想用計算機按按看,但因她手上的計算機的顯示轉換成科學記號只能顯示 100 位數,小綠發現 e300 直接利用計算機按出來螢幕會顯示 ERROR,試回答下列問題: (1) 小綠先假設 10k≤e300<10k+1,其中 k 值為正整數,請問 k 值為何? (2) 承上題,3240 為幾位數? (3) 若是 ex=10100,則 x 值大約為何?(四捨五入取到小數點後第二位)
三、混合題組(共 15 分,第 1 題填充、第 2 題單選各 4 分,第 3 題計算題 7 分)
9
某國傳染病大流行時,經統計發現高峰期間染病人數每兩個月增加為十倍,以 f(t) 表示 t=0 開始時,染病人數隨時間 t 變化的函數,並假設 f(0)=k(k∈N)。若 t 以月為單位(不考慮每月天數),試寫出可以代表某國於染病高峰期間染病人數的函數模型:f(t)= ____。
10
承上題,已知某國初始染病人數為 30000 人,小綠為了分析染病時間與染病人數的直線相關程度,而將其 y 坐標改成 logy,請問將坐標軸改變後,t 與 logy 的函數圖形為哪一條直線?- (1) 圖 (1)
- (2) 圖 (2)
- (3) 圖 (3)
- (4) 圖 (4)
- (5) 圖 (5)
11
承上題,假設某國人口為 5 千萬人,若傳染率以及總人口數不變,請問最少經過多少個月,全國確診人數會達到全國人口 50%?(取到整數位)
第 1 題(2)(4)
第 2 題(2)(5)
第 3 題(1) 4;(2) 3;(3) 4
第 4 題(1) a>b>c;(2) a>c>b
第 6 題(1) 2571 元;(2) 1056683 元
第 7 題(1) 83 年;(2) 99 年
第 8 題(1) 130;(2) 115 位;(3) 230.26
第 9 題k×102t
第 10 題(3)
第 11 題6 個月
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01多重選擇題(第 1、2 題):對數的規定與運算、指數與對數函數的圖形
第 1 題答案 (2)(4)。(1) 錯誤。 對數的底數規定是不等於 1 的正數,0 不能當底數,log01 沒有意義。(2) 正確。 設 log231=t,即 (2)t=31,也就是 22t=3−1,所以 2t=−log23,t=−2log23=−log232=−log29。(3) 錯誤。 (−3)2=9 是對的,但負數不能當對數的底數,log(−3)9 沒有意義,推不出後面的式子。(4) 正確。 左邊是 log(4+34)=log316;右邊是 log4+log34=log(4×34)=log316,兩邊相等。(5) 錯誤。 logx2=6 只表示 x2=106,x=1000 或 x=−1000。取 x=−1000 時前面的式子成立,但 log(−1000) 沒有意義,後面的式子不成立。 (4) 平常 log(M+N) 不等於 logM+logN;這裡剛好 4+34=4×34,所以相等。(5) 在 x>0 的前提下才有 logx2=2logx。
第 2 題答案 (2)(5)。(1) 錯誤。 x 是正數時,底數愈大、同次方的值愈大。因為 e<π,所以 ex<πx,y=ex 的圖形在下方。例如 x=21 時 e≈1.649,π≈1.772。(2) 正確。 0<x<1 時兩個對數都是負的。設 logex=−p、logπx=−q(p、q 是正數),則 ep=πq=x1,是同一個大於 1 的數。π 比 e 大,要乘到同一個數,π 的次方比較小,所以 q<p,於是 −p<−q,即 logex<logπx,y=logex 的圖形在下方。例如 x=e1 時 logex=−1,logπx≈−0.874。(3) 錯誤。 y=a−x=(a1)x 是指數函數,不論底數是多少,圖形都是凹口向上。y=logax 在 a>1 時凹口向下(例如 y=log2x),這時兩者凹向不同。(4) 錯誤。 a>1 時 y=a−x=(a1)x 遞減、y=logax 遞增;0<a<1 時 y=a−x 遞增、y=logax 遞減。兩種情形都是一增一減。(5) 正確。 y=a−x 的圖形與 y=ax 的圖形對稱於 y 軸,y=ax 的圖形與 y=logax 的圖形對稱於直線 y=x。先對 y 軸鏡射、再對直線 y=x 鏡射,合起來是以原點為中心順時針旋轉 90∘:點 (s,a−s) 先變成 (−s,a−s),再變成 (a−s,−s),而 loga(a−s)=−s,這個點確實在 y=logax 的圖形上。所以把 y=a−x 的圖形旋轉後就和 y=logax 的圖形重合(平移量是 0)。 (3) 在 0<a<1 時兩個圖形都凹口向上,但敘述沒有限定 a 的範圍,只要有一種底數不成立就不能選。(5) 用 a=2 檢查:y=2−x 上的點 (−1,2)、(0,1)、(1,21),順時針轉 90∘(把 (x,y) 變成 (y,−x))得到 (2,1)、(1,0)、(21,−1),都在 y=log2x 上。
02填充題第 1、2 題(本頁第 3、4 題):化簡求值、比大小
第 3 題(1) 把括號裡每一項都寫成 2 與 3 的次方:(3×26)32=332×24;3811=3341=3−34;除以 2−34 等於乘以 234;(43)32=332×2−34。3 的次方合計 32−34+32=0,2 的次方合計 4+34−34=4,所以括號裡等於 24,原式 =log224=4。(2) 4log55=4×21=2。設 log125250=y,即 125y=250,也就是 53y=250,所以 3y=log5250,y=31log5250。所以原式 =2+31(log5250−log52)=2+31log5125=2+31×3=3。(3) log24=2,所以 4log24=8,log28=3;log82=31(因為 831=2),log82+1=34。原式 =3×34=4。 (1) 的 23−4 前面是除號,最容易把正負號弄反。用計算器檢查:括號裡的值約為 16。
第 4 題(1) 把三個數都用 logeπ 表示。a=logπe1=−logπe=−logeπ1;b=logeπ1=−logeπ;c 滿足 (e)c=π1,即 e2c=π−1,所以 c=−2logeπ。因為 π>e,所以 logeπ>1(用計算器約 1.1447)。於是 a≈−0.874、b≈−1.145、c≈−2.289,a>b>c。(2) 三個數都很小,取常用對數來比:loga=−500log2≈−150.51,logb=−333log3≈−158.88,logc=−225log5≈−157.27。對數值愈大的數愈大,所以 a>c>b。 (1) 不用計算器也能比:logeπ>1,所以 b<−1;a 是 b 的倒數,落在 −1 與 0 之間;c=2b 比 b 更小。(2) b 與 c 很接近,3333 與 5225 只用 33>52 這種粗略的比法分不出來,要用對數值。
比大小時,同底的化成同一個量來比,底數與次方都不同的就取常用對數。
03填充題第 3 題(本頁第 5 題):正五邊形與黃金比例
第 5 題正五邊形每個內角是 108∘。三角形 ABE 中 AB=AE、頂角 ∠EAB=108∘,所以兩個底角 ∠ABE=∠AEB=36∘。同理三角形 AED 中 EA=ED、頂角 108∘,所以 ∠EAD=36∘。看三角形 AFE:∠FAE=36∘、∠FEA=36∘,所以 FE=AF=1。看三角形 ABF:∠FAB=108∘−36∘=72∘,∠ABF=36∘,所以 ∠AFB=180∘−72∘−36∘=72∘,兩個角相等,BF=AB。設 AB=x,則 AE=x、BE=BF+FE=x+1。三角形 FAE 與三角形 ABE 的三個角都是 36∘、36∘、108∘,兩者相似,腰比底相等:AEFA=BEAB,即 x1=x+1x,x2=x+1,x2−x−1=0,取正根 x=21+5。 這個值就是黃金比例,約 1.618。順帶得到對角線 BE=x+1=x2≈2.618,對角線與邊長的比也是黃金比例。
04填充題第 4~6 題(本頁第 6~8 題):存款的本利和、人口模型、位數估計
第 6 題從 17 歲生日到 27 歲生日共 10 年。(1) 方案 A 按年單利:每年利息都是 1000000×1.3%=13000 元,10 年後領出 1000000+13000×10=1130000 元。方案 B 按月複利:月利率是 1.2%÷12=0.1%,10 年共 120 個月,領出 1000000×1.001120≈1127429.25 元。相差 1130000−1127429.25=2570.75,四捨五入是 2571 元。(2) 方案 C 在 17 歲到 26 歲的生日各存入 10 萬,共 10 筆,到 27 歲生日時依序生息 10 年、9 年、…、1 年,本利和是 100000(1.0110+1.019+⋯+1.01)。括號裡是首項 1.01、公比 1.01、共 10 項的等比級數,和為 1.01−11.01(1.0110−1)=101(1.0110−1)。1.0110≈1.104622125,和 =101×0.104622125≈10.5668346,領出 100000×10.5668346≈1056683.46,四捨五入是 1056683 元。
(1) 方案 B 若誤用按年複利,會算成 1000000×1.01210≈1126692 元,差額變成 3308 元,與題意不合。(2) 小數部分約是 0.47,離進位只差一點,請在計算器上一路算到底;若要中途抄寫,1.0110 至少留到小數點後第九位(1.104622125)。這裡把存款算成 17 歲到 26 歲共 10 筆、每一筆至少生息一年,學校答案也是這樣算。
第 7 題110 年到 154 年共 44 年,人口從 2361 萬降到 1735 萬;高峰的一半是 1180.5 萬。(1) 線性遞減:每年減少的人數固定,是 442361−1735=44626 萬人。要減少 2361−1180.5=1180.5 萬人,需要 1180.5÷44626=6261180.5×44≈82.97 年,無條件進位是 83 年。(2) 指數遞減:每年變成前一年的 r 倍,t 年後的人口是 2361×rt 萬人。由 154 年的數據,r44=23611735,兩邊取常用對數得 44logr=log23611735≈−0.133797。要 rt=21,即 tlogr=log21≈−0.301030。兩式相除:t=44×−0.133797−0.301030≈98.996,無條件進位是 99 年。
(2) 的結果非常接近 99,中間的對數值如果只取三、四位小數,可能算出略大於 99 的數而進位成 100;計算器上請一路算到底,不要中途抄寫再輸入。兩個模型比較:同樣的兩個數據,指數遞減愈到後面減得愈慢,所以降到一半要比較久。
第 8 題(1) 兩邊取常用對數:loge300=300loge≈300×0.434294=130.288,所以 e300=10130.288,介於 10130 與 10131 之間,k=130。(2) 同樣的做法:log3240=240log3≈240×0.477121=114.509,所以 10114≤3240<10115。10114 是 115 位數裡最小的一個,10115 是 116 位數裡最小的一個,所以 3240 是 115 位數。(3) ex=10100 兩邊取常用對數:xloge=100,x=loge100≈0.4342945100≈230.2585,四捨五入到小數點後第二位是 230.26。
(1) 的結果表示 e300 是 131 位數,超過計算機能顯示的範圍,所以才會出現 ERROR。(3) 也可以寫成 x=100loge10≈100×2.302585。
數字太大或太小、計算器按不出來時,先取常用對數,把次方變成乘法再算。
05混合題組(本頁第 9~11 題):每兩個月變成十倍的傳染病模型
第 9 題每兩個月變成 10 倍:t=2 時是 10k,t=4 時是 102k,t=6 時是 103k。t 個月裡有 2t 個「兩個月」,所以 f(t)=k×102t。
也可以寫成
k(10)t,意思是每個月變成
10≈3.16 倍。代
t=0 得
f(0)=k,與題目的假設相符。
第 10 題答案 (3)。k=30000,所以 y=30000×102t。兩邊取常用對數:logy=log30000+2t=4+log3+2t≈4.477+0.5t。這是一條斜率為正的直線,t=0 時 logy≈4.477,與縱軸的交點在 (0,4) 與 (0,5) 之間。圖 (1) 與圖 (4) 的直線由左上往右下,斜率為負,不合;圖 (2) 的直線與縱軸交在 (0,5) 與 (0,6) 之間,圖 (5) 交在 (0,3) 與 (0,4) 之間,都不合;圖 (3) 的直線由左下往右上,而且交在 (0,4) 與 (0,5) 之間,符合。
30000 是五位數,所以 log30000 一定在 4 與 5 之間,不用計算器也能判斷。
第 11 題全國人口的 50% 是 50000000×50%=25000000 人。要 f(t)=30000×102t≥25000000,兩邊除以 30000 得 102t≥32500。兩邊取常用對數(底數 10 大於 1,不等號方向不變):2t≥log32500,t≥2log32500≈2×2.92082=5.84。t 取整數,最少要經過 6 個月。
檢查:t=5 時 30000×102.5≈9486833 人,還不到 2500 萬;t=6 時 30000×103=30000000 人,已經超過。
指數成長的模型取對數以後變成直線:斜率看成長的快慢,縱軸截距看起始值是幾位數。
同一次段考的其他學校
同樣是高二第一次段考,範圍相近,可以拿來限時再寫一份。
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上傳考卷常見問題
北一女中 109 上 高二第一次段考數學的答案在哪裡?
本頁列出全部 11 題的答案;答案由御藍教育逐題重新計算。
北一女中 109 上 高二第一次段考數學哪幾題最容易錯?
第 2 題第 5 個選項要看出指數函數的圖形先對鉛直軸鏡射、再對斜對角線鏡射,合起來就是轉四分之一圈;第 4 題第 1 小題三個數都是負的,要先比出絕對值再反過來;第 6 題的方案 B 是按月複利,要把年利率除以十二、期數乘以十二,第 2 小題是每年存一筆、每一筆生息的年數都不同;第 7 題第 2 小題算出來非常接近九十九,中間的對數值要多留幾位再進位。詳解逐題寫在本頁。
我們學校的段考卷也可以做詳解嗎?
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這份段考卷可以下載列印嗎?
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。
題目取自北一女中 109 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。