御藍教育/段考卷/高一

段考詳解範圍:數與式(實數與根式、絕對值、指數、算幾不等式、常用對數)

鳳山高中 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 18 題,照原卷順序

單一選擇題 3 題(15 分)、多重選擇題 4 題(28 分)、填充題 9 題(47 分)、混合題 2 題(10 分);可使用計算機

一、單一選擇題(一題 5 分,共 15 分)
1
「十二平均律」是鋼琴音階的依循規則:每一個音的弦長都是前一個音弦長的 122​ 倍。若第一個音弦長為 16,試問第幾個音的弦長為 64?
  1. (A) 22
  2. (B) 23
  3. (C) 24
  4. (D) 25
  5. (E) 26
2
請使用計算機找出有理數 x 為下列何值時,10x 最接近 114​。
  1. (A) 1.02844
  2. (B) 1.02845
  3. (C) 1.02846
  4. (D) 1.02847
  5. (E) 1.02848
3
已知一不等式的解如右圖斜線區域,請問下列哪一個選項為該不等式的解?
  1. (A) ∣x∣≥5​+1
  2. (B) ∣x+1∣≥5​
  3. (C) ∣x−1∣≥5​
  4. (D) ​x−5​​≥1
  5. (E) ​x+5​​≥1
載入中...
二、多重選擇題(一題 7 分,共 28 分)(本頁第 4~7 題依序為原卷多重選擇題 1~4)
4
設 a、b 為實數,則下列何者正確?
  1. (A) 若 a+b、ab 為無理數,則 a、b 均為無理數
  2. (B) 若 a<b,則 a、b 之間至少有一實數 r 使得 a<r<b
  3. (C) 若 a+b3​=0,則 a=0,b=0
  4. (D) 若 a、b 為無理數,則 a+b、a−b 至少有一個無理數
  5. (E) 若 a4b2 與 a3b 均為有理數,則 a、b 都是有理數
5
設 x=−2+5​,則下列選項哪些正確?
  1. (A) x−x1​=4
  2. (B) x+x1​=4
  3. (C) x2−x21​=−85​
  4. (D) x2+x21​=14
  5. (E) x3+x31​=345​
6
設 a>0 且 a2​=5,則下列哪些正確?
  1. (A) a−2​=−5
  2. (B) a22​=25
  3. (C) a22​​=±5​
  4. (D) a32​=15
  5. (E) a−232​​=255​​
7
若 7+43​​ 的整數部分是 a,小數部分是 b,則下列哪些選項是正確的?
  1. (A) a=4
  2. (B) b=0.732
  3. (C) a−b=4+3​
  4. (D) a+b=2+3​
  5. (E) a1​+b1​=65+33​​
三、填充題(共 47 分)(本頁第 8~16 題依序為原卷填充題 1~9)
8
已知 a=2​−11​9​,b=5​−22​3​,c=6​−7​1​,試比較 a、b、c 三數的大小關係為 ____。
9
若 5520​×512​​×[(1251​)3×(625)2]−3=5x,試問 x= ____。
10
若某放射性線物質的半衰期(指該物質的質量經衰變後質量變成初始質量一半所需的時間)為 7 天,初始質量 100 克,則 4 天後其質量變為 ____ 克。(四捨五入至小數點後第一位)
11
已知 a 為一位數的正整數,若 92​<0.2a1<9923​,試問 a 值為 ____。
12
已知 pH 值是衡量溶液酸鹼值的尺度,定義 pH 值 =−log[H+],其中 [H+] 指的是溶液中氫離子的濃度(莫耳/公升),今小明欲調製蜂蜜檸檬,假設蜂蜜的 pH 值是 3.5,檸檬的 pH 值是 2.4,若將蜂蜜、檸檬兩者等體積混合,試求蜂蜜檸檬的 pH 值是 ____。(四捨五入到小數點後第一位)
13
假設 x 為實數,已知 4x=3−8​​,則 2x+2−x32x−8−x​= ____。
14
設 x≥2,y≥1 且 (x−2)(y−1)=227​,則 3x+2y 的最小值為 ____。
15
設 k 為實數,若滿足 ​x−31​​<k 的整數 x 恰有 5 個,則實數 k 值的範圍為 ____。
16
已知費馬數是以數學家費馬命名的一組自然數,具有形式:Fn​=22n+1,現在某人想列印 F10​=2210+1 出來,則全部共有 ____ 個數字。(已知 log2=0.3010)
四、混合題(共 10 分,請詳細寫出計算過程否則不予計分)(本頁第 17~18 題依序為原卷混合題 1~2)
混合題(第 17~18 題)(第 17~18 題) 「蒲福風級」是英國海軍上將蒲福氏於 1805 年首創風力分級標準。先僅用於海上,後亦用於陸地,並屢經修訂,乃成今日通用之風級。風速與蒲福風級之關係式為:V=0.836×B23​,其中 B 為蒲福風級,V 為風速(單位:公尺/秒)。
17
已知有一個輕度颱風,其強度為蒲福風級的 9 級風,則其風速最接近每秒多少公尺?(單選題,4 分)
  1. (A) 20.5
  2. (B) 21.5
  3. (C) 22.5
  4. (D) 23.5
  5. (E) 24
18
2024 年的山陀兒颱風重創高雄,其近中心一分鐘平均風速達到每秒 55 公尺,試問相當於蒲福風級的幾級風?(四捨五入至整數位,6 分)
02 · 答案

答案一覽,先對再看詳解

第 1 題(D)
第 2 題(B)
第 3 題(C)
第 4 題(B)(D)
第 5 題(C)(E)
第 6 題(B)(E)
第 7 題(D)(E)
第 8 題a>b>c
第 9 題10
第 10 題67.3
第 11 題3
第 12 題2.7
第 13 題4−42​
第 14 題26
第 15 題37​<k≤38​
第 16 題309
第 17 題(C)
第 18 題16 級
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 1~3:分數指數、計算機求 log、數線上的絕對值不等式

第 1 題答案 (D)。第 n 個音是從第一個音乘了 n−1 次 122​=2121​,弦長為 16×212n−1​。令它等於 64:212n−1​=4=22,所以 12n−1​=2,n=25。
乘了 24 次,是第 25 個音,不是第 24 個。
第 2 題答案 (B)。要 10x=114​,就是 x=log114​。114​=11421​,而 102x=114,所以 x=21​log114。用計算機:log114≈2.056905,x≈1.028452,五個選項中最接近的是 1.02845。直接代回檢查:114​≈10.67708,101.02845≈10.67702,101.02846≈10.67726,前者比較近。
1.028452 到 1.02845 的距離是 0.000002,到 1.02846 的距離是 0.000008。
第 3 題答案 (C)。圖上的解是 x≤1−5​ 或 x≥1+5​。兩個端點的中點是 2(1−5​)+(1+5​)​=1,端點到中點的距離是 5​。所以解是「到 1 的距離大於或等於 5​ 的點」,寫成 ∣x−1∣≥5​。
圖上 1 的位置就是中心。(A) 的解是 x≥5​+1 或 x≤−5​−1,左端點不對。
∣x−c∣≥r 的解是數線上離 c 至少 r 的點:先找兩端點的中點當 c,再量端點到中點的距離當 r。

02多選 1~4(第 4~7 題):有理數與無理數、倒數求值、指數律、雙重根號

第 4 題答案 (B)(D)。(A) 錯:取 a=1、b=2​,a+b=1+2​、ab=2​ 都是無理數,但 a 是有理數。(B) 對:取 r=2a+b​,就有 a<r<b。(C) 錯:a、b 只是實數,取 a=3​、b=−1 也成立。(D) 對:假設 a+b 和 a−b 都是有理數,兩者相加得 2a 是有理數,a 就是有理數,和 a 是無理數矛盾。(E) 錯:取 a=b=2​,a4b2=4×2=8、a3b=22​×2​=4 都是有理數,但 a、b 是無理數。
(C) 要 a、b 是有理數才能推出 a=b=0,這裡題目只說實數。
第 5 題答案 (C)(E)。x=5​−2,x1​=5​−21​=5−45​+2​=5​+2。(A) 錯:x−x1​=(5​−2)−(5​+2)=−4。(B) 錯:x+x1​=25​。(C) 對:x2−x21​=(x+x1​)(x−x1​)=25​×(−4)=−85​。(D) 錯:x2+x21​=(x+x1​)2−2=20−2=18。(E) 對:x3+x31​=(x+x1​)3−3(x+x1​)=405​−65​=345​。
x≈0.236 比 x1​≈4.236 小,所以 x−x1​ 是負的。
第 6 題答案 (B)(E)。把每個選項的指數寫成 2​ 的倍數。(A) 錯:a−2​=a2​1​=51​。(B) 對:a22​=(a2​)2=25。(C) 錯:a22​​=(a2​)21​=5​,a>0 時 a 的任何次方都是正數,不會是 −5​。(D) 錯:a32​=53=125。(E) 對:a−232​​=5−23​=55​1​=255​​。
正數的實數次方一定是正數,所以 (A) 的負號和 (C) 的 ± 都不對。
第 7 題答案 (D)(E)。7+43​=7+212​,找兩數和 7、積 12:4 和 3,所以 7+43​​=4​+3​=2+3​≈3.732。整數部分 a=3,小數部分 b=(2+3​)−3=3​−1。(A) 錯:a=3。(B) 錯:b=3​−1 是無理數,0.732 只是近似值。(C) 錯:a−b=3−(3​−1)=4−3​。(D) 對:a+b 就是原來的數 2+3​。(E) 對:b1​=3​−11​=23​+1​,a1​+b1​=31​+23​+1​=62+33​+3​=65+33​​。
43​ 要先寫成 212​,才能套「和 7、積 12」。

03填充 1~5(第 8~12 題):有理化比大小、指數律、半衰期、循環小數、pH 值

第 8 題三個數分母有理化:a=2−119(2​+11​)​=−(11​+2​);b=5−83(5​+22​)​=−(8​+5​);c=6−76​+7​​=−(7​+6​)。比較括號裡三個正數的平方:(11​+2​)2=13+222​,(8​+5​)2=13+240​,(7​+6​)2=13+242​。所以 11​+2​<8​+5​<7​+6​,加上負號後大小相反:a>b>c。
三個數都是負的(分母都是小減大);括號裡的數越大,加上負號後越小。
第 9 題全部化成 5 的次方。5520​=5520​=54;512​​=512×21​×21​=53;(1251​)3×6252=5−9×58=5−1,再取 −3 次方得 53。相乘:54+3+3=510,x=10。
第 10 題每過 7 天質量乘以 21​,所以 t 天後的質量是 100×(21​)7t​。t=4 時為 100×(21​)74​。用計算機:(21​)74​=0.50.5714⋯≈0.67295,質量約 67.295 克,四捨五入到小數點後第一位是 67.3 克。
4 天還不到一個半衰期,答案應該在 50 和 100 之間;不能用「7 天少 50 克,4 天少 74​×50 克」這種等量減少的算法。
第 11 題92​=0.2222⋯,9923​=0.232323⋯,0.2a1=0.2a1a1a1⋯。三個數的小數第一位都是 2,比小數第二位:要大於 0.2222⋯,a≥2;要小於 0.2323⋯,a≤3。a=2 時是 0.22121⋯,第三位 1<2,比 92​ 小,不合。a=3 時是 0.2313131⋯,大於 0.2222⋯,且和 0.2323⋯ 比到第三位 1<2,比較小,符合。所以 a=3。
循環節是 a1 兩位,2 不在循環節裡。
第 12 題pH 值 =−log[H+] 表示 [H+]=10−pH。蜂蜜的氫離子濃度是 10−3.5≈0.000316,檸檬是 10−2.4≈0.003981。等體積混合後,濃度是兩者的平均:20.000316+0.003981​≈0.002149。pH 值 =−log0.002149≈2.668,四捨五入到小數點後第一位是 2.7。
要平均的是濃度,不是 pH 值。把 3.5 和 2.4 直接平均會得到 2.95,那是錯的。
情境題先把文字翻成指數式(100×(21​)7t​、[H+]=10−pH),再按計算機。

04填充 6~9(第 13~16 題):指數式求值、算幾不等式、整數解個數、位數

第 13 題先化簡條件:3−8​=3−22​,和 3、積 2 的兩數是 2 和 1,所以 4x=2​−1。令 u=4x=2​−1,則 u1​=2​+1。所求的分子分母同乘以 8x:分子 8x(32x−8−x)=256x−1=u4−1;分母 8x(2x+2−x)=16x+4x=u2+u。所以原式 =u(u+1)(u2+1)(u+1)(u−1)​=(u+u1​)(u−1)。u+u1​=22​,u−1=2​−2,相乘得 22​(2​−2)=4−42​。
32x×8x=256x=(4x)4,2x×8x=16x=(4x)2,同乘 8x 之後每一項都是 4x 的次方。答案約 −1.657,是負數。
第 14 題令 u=x−2≥0、v=y−1≥0,則 uv=227​(所以 u、v 都是正數),且 3x+2y=3(u+2)+2(v+1)=3u+2v+8。由算幾不等式 23u+2v​≥3u⋅2v​=6uv​=81​=9,得 3u+2v≥18,所以 3x+2y≥26。等號在 3u=2v=9,也就是 u=3、v=29​(x=5、y=211​)時成立,最小值是 26。
要對 3(x−2) 和 2(y−1) 用算幾不等式,乘積才是定值;最後記得把 8 加回來。
第 15 題​x−31​​<k 是數線上到 31​ 的距離小於 k 的點。把整數依照到 31​ 的距離由近到遠排:0(距離 31​)、1(32​)、−1(34​)、2(35​)、−2(37​)、3(38​)、…。恰有 5 個整數,就是要包含第五個 −2、不包含第六個 3:k>37​ 且 k≤38​,所以 37​<k≤38​。
不等式是嚴格的「<k」:k=37​ 時 −2 還沒被包進來,所以左端沒有等號;k=38​ 時 3 也還沒被包進來,整數仍是 −2,−1,0,1,2 共 5 個,所以右端有等號。
第 16 題210=1024,所以 F10​=21024+1。log21024=1024×0.3010=308.224,即 10308<21024<10309,21024 是 309 位數。21024 是偶數,個位數字不是 9,加 1 不會進位,所以 F10​ 也是 309 位數,共有 309 個數字。
指數是 210=1024,不是 2×10=20。
10n≤N<10n+1 時 N 是 n+1 位數:logN 的整數部分加 1 就是位數。

05混合題 1~2(第 17~18 題):蒲福風級與分數指數

第 17 題答案 (C)。B=9 代入:923​=(9​)3=33=27,V=0.836×27=22.572,最接近 22.5。
第 18 題V=55 代入:0.836×B23​=55,B23​=0.83655​≈65.789。兩邊取 32​ 次方:B=65.78932​≈16.30,四捨五入到整數位是 16 級。檢查:B=16 時 1623​=43=64,V=0.836×64≈53.5;B=17 時 1723​≈70.09,V≈58.6;55 介於兩者之間且比較靠近 53.5。
B23​=c 要解 B,兩邊取 32​ 次方:(B23​)32​=B。計算機上是先算 55÷0.836,再取 (2÷3) 次方。

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填充第 6 題(本頁第 13 題)要先把雙重根號化開,再把分子分母同乘 8 的 x 次方,答案是負的;填充第 8 題(本頁第 15 題)要把整數依照到三分之一的距離排好,兩個端點有沒有等號不一樣;填充第 5 題(本頁第 12 題)要平均的是氫離子濃度而不是 pH 值;填充第 1 題(本頁第 8 題)三個數有理化之後都是負的,大小順序要反過來。詳解逐題寫在本頁。

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