01 · 試題 原卷 17 題,照原卷順序 填充題(I) 1 題共 5 格、多重選擇題 3 題、填充題(II) 9 題;卷面未印配分。※可使用計算機
一、填充題(I)(原卷第 1 題的 5 個小題,本頁編為第 1~5 題)
填充題(I) 第 1 題(第 1~5 題) 求下列 f ( x ) 之週期:
二、多重選擇題(原卷題號 1~3,本頁接續編為第 6~8 題)
6
設 a > 0 ,令 A ( a ) 表示 x 軸與 y 軸與直線 x = a 以及函數 y = 2025 + sin x 之圖形所圍成區域之面積,則下列何者為真? (1) A ( a ) < A ( a + 2 π ) (2) A ( 2 π ) = 2 A ( π ) (3) A ( 6 π ) = 3 A ( 2 π ) (4) A ( 3 π ) − A ( 2 π ) = A ( π ) (5) A ( 2026 π ) − A ( 2024 π ) = A ( 1026 π ) − A ( 1024 π ) 7
△ A B C 內切圓半徑 = 1 ,內切圓切 A C 於 D ,切 A B 於 E ,已知 A D = p ,B E = q ,則下列何者正確?(1) tan A = p 1 (2) tan 2 B = q 1 (3) sin A = 1 + p 2 2 p (4) cos B = 1 + q 2 1 − q 2 (5) △ A B C 面積 = pq − 1 pq ( p + q ) 8
sin 17 8 ∘ = a ,cos 18 7 ∘ = b ,則下列何者正確?(1) − b 1 − a 2 + a 1 − b 2 ≥ 0 (2) ab − 1 − a 2 1 − b 2 ≥ 0 (3) a + b ≥ 0 (4) 1 − b 2 − 1 − a 2 ≥ 0 (5) 1 − a 2 1 − b 2 ≥ 1 三、填充題(II)(原卷題號 1~9,本頁接續編為第 9~17 題)
9
將函數 y = sin x 先向右平移 3 單位,再水平伸縮 2 倍,則函數變為 y = sin ( a x + b ) ,求 ( a , b ) = ____。將函數 y = sin x 先水平伸縮 2 倍,再向右平移 3 單位,則函數變為 y = sin ( c x + d ) ,求 ( c , d ) = ____。
10
θ ∈ R ,則 f ( θ ) = 2 cos θ + 3 3 sin θ + 2 之最大值為 ____。
11
若 f ( x ) = a sin x + b 3 x + 4 (a 、b ∈ R ),已知 f ( cos 11 3 ∘ ) = 5 ,則 f ( cos 29 3 ∘ ) = ____。 12
若函數 f ( x ) = 5.6 sin ( 7 π x − 14 π ) + 12.1 ,則 (1) f ( 0 ) = ____ (2) f ( 6 ) − f ( 5 ) = ____(題 (1)(2) 均四捨五入至小數第二位)
13
扇形 O A B 中,O 為圓心,令 O A = O B = r ,∠ A O B = 6 0 ∘ ,若 P 為 A B ⌢ 上任意一點,且 P 至 O A 、O B 之垂直距離為 a 、b ,則以 a 、b 表示 r = ____。
14
cos 7 π cos 7 2 π cos 7 3 π = ____。
15
令 E = { x ∣ 0 < x < 2 π , tan 2 x = 3 tan x } ,令 a 表集合 E 內之元素個數,b 表集合 E 內所有元素之算術平均數,則 ( a , b ) = ____。
16
扇形 O A B 之周長 = 4 ,則在中心角 ∠ A O B = ____ 時,扇形 O A B 有最大面積 = ____。
17
已知 sin θ = − 3 2 ,且 cos θ > 0 ,求 ( sin 2 θ , cos 2 θ ) = ____。
第 1 題 2 π
第 2 題 2 π
第 3 題 2 π
第 4 題 π
第 5 題 π
第 6 題 (1)(3)(4)(5)
第 7 題 (2)(3)(5)
第 8 題 (1)
第 9 題 ( a , b ) = ( 2 1 , − 3 ) ;( c , d ) = ( 2 1 , − 2 3 )
第 11 題 3
第 12 題 (1) 10.85 ;(2) − 1.55
第 14 題 8 1
第 15 題 ( 5 , π )
第 16 題 ∠ A O B = 2 (弧度);最大面積 = 1
03 · 勾錯題號 勾出錯的題號,看錯在哪幾章 不用登入。勾完馬上看到錯的集中在哪些單元;註冊後,首頁第一張卡就從那幾章開始。
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01 填充題(I)(第 1~5 題):先化簡,再看週期第 1 題 − 1 ≤ sin x ≤ 1 ,所以 3 ≤ 2 sin x + 5 ≤ 7 ,恆為正,絕對值可以直接拿掉:f 1 ( x ) = 2 sin x + 5 。它是 y = sin x 鉛直伸縮 2 倍再向上平移 5 ,週期不變,為 2 π 。
加絕對值會讓週期減半,是在圖形有一部分在 x 軸下方、被翻上來時才會發生(例如 ∣ sin x ∣ );這裡整個圖形都在 x 軸上方,沒有東西被翻。
第 2 題 疊合:f 2 ( x ) = 2 ( sin x cos 4 π + cos x sin 4 π ) = 2 sin ( x + 4 π ) 。這是 y = sin x 經平移與鉛直伸縮,週期為 2 π 。 第 3 題 用倍角公式把 x 看成 2 ⋅ 2 x :1 − cos x = 2 sin 2 2 x ,sin x = 2 sin 2 x cos 2 x ,所以 f 3 ( x ) = 2 sin 2 x cos 2 x 2 sin 2 2 x = tan 2 x (sin x = 0 )。y = tan x 的週期是 π ,y = tan 2 x 是它水平伸縮 2 倍,週期為 2 π 。
定義域是 x = k π (k 為整數),平移 2 π 後定義域不變,所以 2 π 確實是週期。
第 4 題 由倍角公式 sin 2 x = 2 sin x cos x ,得 f 4 ( x ) = 2 1 sin 2 x ,週期為 2 2 π = π 。
第 5 題 f 5 ( x + π ) = cos ( sin ( x + π ) ) = cos ( − sin x ) = cos ( sin x ) = f 5 ( x ) ,所以 π 是一個週期。再確認沒有更小的:f 5 ( x ) = 1 時 cos ( sin x ) = 1 ,而 − 1 ≤ sin x ≤ 1 ,在這個範圍內餘弦值為 1 只有 sin x = 0 ,即 x = k π (k 為整數)。函數值等於 1 的位置每隔 π 才出現一次,所以週期不會比 π 小。週期為 π 。
sin x 的週期是 2 π ,但外面套的餘弦是偶函數,把 sin x 與 − sin x 看成一樣,週期就縮成一半。
求週期先把式子化成單一個三角函數;化不掉的,用定義驗 f ( x + T ) = f ( x ) ,再找一個特別的函數值確認沒有更小的週期。
02 多重選擇 1(第 6 題):用週期性與對稱性比面積第 6 題 答案 (1)(3)(4)(5) 。y = 2025 + sin x ≥ 2024 > 0 ,圖形都在 x 軸上方,A ( a ) 就是 0 到 a 之間曲線下的面積,而且 A ( v ) − A ( u ) 是 u 到 v 之間曲線下的面積。函數的週期是 2 π ,所以任何一段長 2 π 的區間,曲線下的面積都相同,等於 A ( 2 π ) 。(1) 對:A ( a + 2 π ) − A ( a ) 是 a 到 a + 2 π 的面積,為正。(2) 錯:設 y = sin x 在 0 到 π 之間與 x 軸所圍面積為 S (S > 0 )。0 到 π 之間曲線在 y = 2025 上方,A ( π ) = 2025 π + S ;π 到 2 π 之間 sin ( x + π ) = − sin x ,曲線在 y = 2025 下方,少掉同樣大小的一塊,面積是 2025 π − S 。所以 A ( 2 π ) = 4050 π ,而 2 A ( π ) = 4050 π + 2 S ,不相等。(3) 對:0 到 6 π 分成三段長 2 π 的區間,A ( 6 π ) = 3 A ( 2 π ) 。(4) 對:A ( 3 π ) − A ( 2 π ) 是 2 π 到 3 π 的面積,把圖形向左平移 2 π 就是 0 到 π 的面積 A ( π ) 。(5) 對:兩邊都是一段長 2 π 的區間的面積,都等於 A ( 2 π ) 。
流傳版本題幹選項 (4) 印作「A ( 3 π ) − A ( 2 π ) − A ( π ) 」,不成一個敘述;依答案應為「A ( 3 π ) − A ( 2 π ) = A ( π ) 」,本頁題幹已照此更正。
03 多重選擇 2、3(第 7、8 題):內切圓的半角、化成銳角判斷正負第 7 題 答案 (2)(3)(5) 。設內心為 I ,I D ⊥ A C 、I E ⊥ A B ,I D = I E = 1 ,且 A I 、B I 分別平分 ∠ A 、∠ B ;切線段等長,A E = A D = p 。直角三角形 A I D 中 A I = p 2 + 1 ,sin 2 A = p 2 + 1 1 ,cos 2 A = p 2 + 1 p ,tan 2 A = p 1 ;同理直角三角形 B I E 中 tan 2 B = q 1 ,(2) 對。(1) 錯:p 1 是 tan 2 A ,不是 tan A 。(3) 對:sin A = 2 sin 2 A cos 2 A = p 2 + 1 2 p 。(4) 錯:cos B = cos 2 2 B − sin 2 2 B = q 2 + 1 q 2 − q 2 + 1 1 = q 2 + 1 q 2 − 1 ,與選項差一個負號(只有 q = 1 時兩者才相等,一般不成立)。(5) 對:設內切圓切 B C 於 F ,C D = C F = t ,則 tan 2 C = t 1 。因為 2 A + 2 B + 2 C = 9 0 ∘ ,tan 2 C = tan ( 2 A + 2 B ) 1 ,所以 t = tan ( 2 A + 2 B ) = 1 − pq 1 p 1 + q 1 = pq − 1 p + q 。三邊長的和是 2 ( p + q + t ) ,面積 = 2 1 × 1 × 2 ( p + q + t ) = p + q + pq − 1 p + q = pq − 1 pq ( p + q ) 。 面積用「內切圓半徑 × 周長的一半」;2 A + 2 B < 9 0 ∘ ,正切為正,所以 pq > 1 ,分母不會是 0 或負的。
第 8 題 答案 (1) 。先化成銳角:a = sin 17 8 ∘ = sin 2 ∘ ,b = cos 18 7 ∘ = − cos 7 ∘ 。於是 1 − a 2 = cos 2 ∘ ,1 − b 2 = 1 − cos 2 7 ∘ = sin 7 ∘ 。(1) 對:− b 1 − a 2 + a 1 − b 2 = cos 7 ∘ cos 2 ∘ + sin 2 ∘ sin 7 ∘ = cos ( 7 ∘ − 2 ∘ ) = cos 5 ∘ > 0 。(2) 錯:ab − 1 − a 2 1 − b 2 = − sin 2 ∘ cos 7 ∘ − cos 2 ∘ sin 7 ∘ = − sin 9 ∘ < 0 。(3) 錯:a + b = sin 2 ∘ − cos 7 ∘ = sin 2 ∘ − sin 8 3 ∘ < 0 。(4) 錯:sin 7 ∘ − cos 2 ∘ = sin 7 ∘ − sin 8 8 ∘ < 0 。(5) 錯:cos 2 ∘ sin 7 ∘ = sin 8 8 ∘ sin 7 ∘ < 1 。 根號開出來一定取正的:
1 − b 2 是
sin 7 ∘ ,不要寫成
sin 18 7 ∘ (那是負的)。
04 填充題(II) 1~4(第 9~12 題):平移伸縮、疊合求極值、奇函數、計算機第 9 題 向右平移 3 是把 x 換成 x − 3 ;以 y 軸為準水平伸縮 2 倍是把 x 換成 2 x 。先平移再伸縮:sin x → sin ( x − 3 ) → sin ( 2 x − 3 ) ,( a , b ) = ( 2 1 , − 3 ) 。先伸縮再平移:sin x → sin 2 x → sin 2 x − 3 = sin ( 2 x − 2 3 ) ,( c , d ) = ( 2 1 , − 2 3 ) 。
每一步都只對 x 本身代換。順序不同,結果就不同:先平移的 3 會跟著被拉成 6 ,所以 sin ( 2 x − 3 ) = sin 2 x − 6 相當於最後向右平移了 6 。
第 10 題 分母 2 cos θ + 3 ≥ 1 > 0 。令 k = 2 cos θ + 3 3 sin θ + 2 ,去分母整理得 3 sin θ − 2 k cos θ = 3 k − 2 。左邊疊合後的範圍是 − 9 + 4 k 2 到 9 + 4 k 2 ,要有 θ 滿足等式,必須 ∣3 k − 2∣ ≤ 9 + 4 k 2 。平方:9 k 2 − 12 k + 4 ≤ 9 + 4 k 2 ,即 5 k 2 − 12 k − 5 ≤ 0 ,解得 5 6 − 61 ≤ k ≤ 5 6 + 61 。最大值為 5 6 + 61 (約 2.76 )。 只要
∣3 k − 2∣ ≤ 9 + 4 k 2 ,疊合後的正弦方程式就有解,所以端點的值取得到。
第 11 題 令 g ( x ) = a sin x + b 3 x ,則 g ( − x ) = − a sin x − b 3 x = − g ( x ) ,g 是奇函數,而 f ( x ) = g ( x ) + 4 。cos 11 3 ∘ = − cos 6 7 ∘ ,cos 29 3 ∘ = cos ( 36 0 ∘ − 6 7 ∘ ) = cos 6 7 ∘ ,兩個數互為相反數。設 c = cos 6 7 ∘ :f ( − c ) = g ( − c ) + 4 = 5 ,得 g ( − c ) = 1 ,所以 g ( c ) = − 1 ,f ( c ) = − 1 + 4 = 3 。 不需要求出 a 、b ;f ( c ) + f ( − c ) = 8 對任何 c 都成立。
第 12 題 計算機切到弧度(或把 14 π 換成 14 18 0 ∘ ≈ 12.85 7 ∘ )。(1) f ( 0 ) = 5.6 sin ( − 14 π ) + 12.1 = 12.1 − 5.6 sin 14 π ≈ 12.1 − 5.6 × 0.22252 ≈ 10.854 ,四捨五入得 10.85 。(2) f ( 6 ) = 5.6 sin 14 11 π + 12.1 ,f ( 5 ) = 5.6 sin 14 9 π + 12.1 ,相減時 12.1 消掉:f ( 6 ) − f ( 5 ) = 5.6 ( sin 14 11 π − sin 14 9 π ) ≈ 5.6 × ( 0.62349 − 0.90097 ) = 5.6 × ( − 0.27748 ) ≈ − 1.5539 ,四捨五入得 − 1.55 。
流傳版本的參考答案第 (2) 格寫 − 1.54 ,但直接計算為 − 1.5539 … ,四捨五入至小數第二位是 − 1.55 ;本站答案寫 − 1.55 。中間的正弦值多留幾位,最後一步才四捨五入。
05 填充題(II) 5~7(第 13~15 題):差角公式、連乘餘弦、正切二倍角第 13 題 設 ∠ P O A = θ ,則 ∠ P O B = 6 0 ∘ − θ ,O P = r 。P 到 O A 的距離 a = r sin θ ,到 O B 的距離 b = r sin ( 6 0 ∘ − θ ) = r ( 2 3 cos θ − 2 1 sin θ ) = 2 3 r cos θ − 2 a 。所以 r cos θ = 3 a + 2 b 。再用 r 2 = ( r sin θ ) 2 + ( r cos θ ) 2 = a 2 + 3 ( a + 2 b ) 2 = 3 4 ( a 2 + ab + b 2 ) ,得 r = 3 2 a 2 + ab + b 2 = 3 2 3 a 2 + ab + b 2 。 流傳版本的參考答案寫成
3 2 a 2 + ab + b 2 ,與本站答案相等,只是分母有沒有有理化。可用
P = A 檢查:
a = 0 、
b = r sin 6 0 ∘ = 2 3 r ,代回得
3 2 ⋅ 2 3 r = r 。
第 14 題 cos 7 3 π = cos ( π − 7 4 π ) = − cos 7 4 π ,所以原式 = − cos 7 π cos 7 2 π cos 7 4 π ,角度一個是前一個的兩倍。令 M = cos 7 π cos 7 2 π cos 7 4 π ,乘上 sin 7 π 後連續用 sin α cos α = 2 1 sin 2 α :sin 7 π ⋅ M = 2 1 sin 7 2 π cos 7 2 π cos 7 4 π = 4 1 sin 7 4 π cos 7 4 π = 8 1 sin 7 8 π = − 8 1 sin 7 π 。所以 M = − 8 1 ,原式 = − M = 8 1 。
三個角都是銳角,餘弦都為正,答案應為正;用計算機核對:0.90097 × 0.62349 × 0.22252 ≈ 0.125 。
第 15 題 令 t = tan x ,由正切的二倍角公式 tan 2 x = 1 − t 2 2 t ,方程式成為 1 − t 2 2 t = 3 t 。t = 0 是解;t = 0 時 2 = 3 ( 1 − t 2 ) ,t 2 = 3 1 ,t = ± 3 1 (都滿足 t 2 = 1 )。在 0 < x < 2 π 內:tan x = 0 得 x = π ;tan x = 3 1 得 x = 6 π 、6 7 π ;tan x = − 3 1 得 x = 6 5 π 、6 11 π 。共 5 個,a = 5 。總和 = π + 6 π + 6 5 π + 6 7 π + 6 11 π = 5 π ,平均 b = π 。所以 ( a , b ) = ( 5 , π ) 。 x = 0 與 x = 2 π 不在範圍內,tan x = 0 只剩 x = π 一個解,別漏掉也別多算。五個解對稱於 x = π ,平均數就是 π 。
06 填充題(II) 8、9(第 16、17 題):扇形面積的最大值、二倍角公式第 16 題 設半徑 r 、中心角 θ (弧度),弧長 r θ 。周長 2 r + r θ = 4 ,所以 r θ = 4 − 2 r (0 < r < 2 )。面積 = 2 1 r 2 θ = 2 1 r ( 4 − 2 r ) = 2 r − r 2 = − ( r − 1 ) 2 + 1 。當 r = 1 時面積最大,最大值 1 ;此時 θ = r 4 − 2 r = 2 (弧度)。
中心角 2 是弧度,約 114. 6 ∘ ;此時弧長 2 恰好等於兩條半徑的和。
第 17 題 cos θ > 0 ,所以 cos θ = 1 − ( − 3 2 ) 2 = 3 5 。sin 2 θ = 2 sin θ cos θ = 2 × ( − 3 2 ) × 3 5 = − 9 4 5 ;cos 2 θ = 1 − 2 sin 2 θ = 1 − 9 8 = 9 1 。所以 ( sin 2 θ , cos 2 θ ) = ( − 9 4 5 , 9 1 ) 。檢查:
( 9 4 5 ) 2 + ( 9 1 ) 2 = 81 80 + 1 = 1 。
式子裡同時出現 x 與 2 x (或一串成兩倍的角)時,先想倍角公式把角統一。
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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鳳山高中 114 上 高二第一次段考數學哪幾題最容易錯? 填充題一的第 5 小題(本頁第 5 題)外層是偶函數,週期會縮成一半;多重選擇第 1 題(第 6 題)半個週期的面積不是整個週期的一半;多重選擇第 2 題(第 7 題)要先看出半角的正切,再用倍角公式與三個半角的和求面積;填充題二的第 2 題(第 10 題)要把分式改寫後用疊合的範圍列不等式;第 7 題(第 15 題)正切為零在範圍內只有一個解。詳解逐題寫在本頁。
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題目取自鳳山高中 114 學年度上學期 高二第一次段考 數學A,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。