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、算幾不等式、指數、常用對數)

高雄新興高中 109 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

原卷卷頭印作 108 學年度;本卷取自學校 109 學年度第一學期第一次段考的試題資料夾,本頁依 109 學年度編列。本頁第 4~13 題為原卷填充 1~9,第 14~18 題為計算 1~3。本卷沒有學校公布的答案,本頁答案為本站依題目計算。

一、多重選擇題:21%(每題 7 分;錯一個得 4 分,錯兩個得 2 分,錯三個全錯)
1
設 a、b 為實數,則下列何者正確?
  1. (A) 0.343 不是有理數
  2. (B) 若 a<b,則 a、b 之間至少有一實數 c 使得 a<c<b
  3. (C) 若 a+b3​=0,則 a=0,b=0
  4. (D) 若 a+b、ab 為無理數,則 a、b 均為無理數
  5. (E) 若 a、b 為無理數,則 a+b、a−b 至少有一個無理數。
2
設 a>0 且 a+a−1=6,則下列何者正確?
  1. (A) a>1
  2. (B) ​a−a−1​=42​
  3. (C) a2+a−2=34
  4. (D) a21​+a−21​=22​
  5. (E) a3+a−3=198
3
請選出正確的選項。
  1. (A) 10log0.5=0.5
  2. (B) 4<log4771<5
  3. (C) −3<log0.004771<−2
  4. (D) 若 loga=12.4771,則 a 的整數部分為 12 位數
  5. (E) 若 logb=−12.4771 則 b 在小數點後第 13 位開始不為 0(原卷等號後面印的是一條較長的橫線,本頁讀作負號)
二、填充題:50%(每格 5 分,共 10 格)
4
設 P(−1),Q(7),R(x) 為數線上三點,若 3PR=5RQ​,試求 R 點的坐標 = ____(有兩解)
5
已知 9−45​​ 的整數部分為 a,小數部分為 b,求 2−b=21+k5​​,則 k= ____。
6
設 a 為 0∼9 的阿拉伯數字且 9019​<0.2a4<9023​,求 a 有 ____ 組解。
7
小玲、小如、小鈞三人利用假日參加公益路跑,已知兩小時過後,三人正跑在一條筆直的道路上,小鈞跑在最前面,當小如距離小玲與小鈞的距離和為 14 公里,且小玲與小鈞的距離為 8 公里時,試問此時小如與小玲的距離為 ____ 公里。
8
設 k 為整數,若滿足 ∣x−1∣≤k 的整數 x 共有 7 個,則 k 的值為 ____
9
解不等式 {∣−2x+3∣<9∣x+1∣>3​,其解表示成區間符號為 (a,b),則 a+b= ____
10
附圖為半徑長為 5 的半圓,將直徑 AB 十等分,依序得等分點 A1​,A2​,…,A9​,分別過 A1​,A2​,…,A9​ 作 AB 的垂直線交半圓於 B1​,B2​,…,B9​,則九條線段 A1​B1​​,A2​B2​​,…,A9​B9​​ 中有 ____ 條的長度是無理數。
載入中...
11
(1) 若 3518​×658​​×[(251​)2×(125)2]−3=5k,則 k= ____
12
(2) log10010​​−log1+log0.0001+102log2= ____
13
設細菌 A 的數量每小時成長為 3 倍,細菌 B 的數量每小時成長為 a 倍。若取等數量的 A,B 兩種細菌,7 小時後細菌 B 是細菌 A 數量的 128 倍,則 a 之值為 ____。
三、計算題:29%(計算題請詳列計算過程,否則不予計分)
14
設 x 為實數,求滿足 ∣x−2∣+2∣x+1∣≤5,x 的範圍.(6%)
15
如圖所示,在一半徑為 10 公尺的半圓形草皮上,想要圍出一長方形作為花圃,且花圃的一邊與圓的直徑重合,求此花圃的最大面積為 ____ 平方公尺;此時,長方形花圃的長為 ____ 公尺,寬為 ____ 公尺。(9%)
載入中...
計算第 3 題(第 16~18 題) 已知聲音分貝 D(dB)與聲壓 P(μPa)之間的關係為 D=20log20P​,試回答下列問題:
16
(1) 假設有一聲音的聲壓為 20 μPa,試求此聲音的分貝數?(4%)
17
(2) 若聲音分貝每增加 10,則聲壓會變為原先的多少倍?(5%)
18
(3) 運動比賽中,熱情的球迷都會用瓦斯氣笛加油。一支瓦斯氣笛可以發出 70 分貝的聲音。請問滿場有一萬支瓦斯氣笛一起發出聲音,則會發出多少分貝的聲音?(5%)(假設聲音的聲壓是加成的,即一萬支氣笛的聲壓是一支氣笛的一萬倍)
02 · 答案

答案一覽,先對再看詳解

第 1 題(B)(E)
第 2 題(B)(C)(D)(E)
第 3 題(A)(C)(E)
第 4 題4 或 19
第 5 題−8
第 6 題5
第 7 題3
第 8 題3
第 9 題8
第 10 題4
第 11 題32​
第 12 題−23​
第 13 題6
第 14 題−35​≤x≤1
第 15 題最大面積 100 平方公尺;長 102​ 公尺,寬 52​ 公尺
第 16 題0 分貝
第 17 題10​ 倍
第 18 題150 分貝
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多重選擇 1:有理數與無理數的性質

第 1 題答案 (B)(E)。 (A) 錯:循環小數都可以化成分數。設 t=0.343,則 10t=3.43,1000t=343.43,相減得 990t=340,t=990340​=9934​ 是有理數。 (B) 對:取 c=2a+b​。由 a<b 得 a+a<a+b<b+b,同除以 2 就是 a<c<b。 (C) 錯:條件只說 a、b 是實數,不是有理數。例如 a=3,b=−3​ 時,a+b3​=3−3=0,但 a 與 b 都不是 0。 (D) 錯:取 a=1,b=2​,則 a+b=1+2​ 與 ab=2​ 都是無理數,但 a 是有理數。 (E) 對:假設 a+b 與 a−b 都是有理數,那麼 a=2(a+b)+(a−b)​ 也是有理數,和 a 是無理數矛盾。所以兩者至少有一個是無理數。
(C) 要成立,條件必須是「a、b 為有理數」。(A) 的 9934​ 也可以寫成 0.34,和 0.343 是同一個數。
判斷「必為無理數」「必為 0」這類敘述:想說它成立要有推導,想否定只要舉一個反例。

02多重選擇 2、3:指數的對稱式、對數的定義與位數

第 2 題答案 (B)(C)(D)(E)。 (A) 錯:條件裡把 a 換成 a−1,式子不變,所以 a 合條件時 a−1 也合條件,兩者不會都比 1 大。實際解 a+a1​=6:同乘 a 得 a2−6a+1=0,a=3±22​。其中 3−22​≈0.17 是比 1 小的正數,所以不能確定 a>1。 (B) 對:(a−a−1)2=(a+a−1)2−4=36−4=32,所以 ​a−a−1​=32​=42​。 (C) 對:a2+a−2=(a+a−1)2−2=36−2=34。 (D) 對:(a21​+a−21​)2=a+2+a−1=8,而 a21​+a−21​ 是正數,所以等於 8​=22​。 (E) 對:由立方和公式,a3+a−3=(a+a−1)(a2−1+a−2)=6×(34−1)=198。
(B) 有絕對值,所以不必管 a−a−1 是正是負;(D) 沒有絕對值,要先說明它是正數才能開根號取正。
第 3 題答案 (A)(C)(E)。 (A) 對:log0.5 是「10 的幾次方等於 0.5」的那個次方,所以 10log0.5=0.5。 (B) 錯:103<4771<104,所以 3<log4771<4。 (C) 對:10−3=0.001<0.004771<0.01=10−2,所以 −3<log0.004771<−2。 (D) 錯:a=1012.4771,1012<a<1013,而 1012 是 13 位數,所以 a 的整數部分是 13 位數。 (E) 對:b=10−12.4771=100.5229×10−13,其中 1<100.5229<10,所以 b 在小數點後前 12 位都是 0,第 13 位開始不為 0。
(E) 要把 −12.4771 拆成 −13+0.5229(整數加上 0 到 1 之間的數),不是 −12−0.4771。原卷「logb=」後面印的是一條較長的橫線,本頁讀作負號。
已知 a+a−1 的值時,平方、立方和公式可以一路求出其他對稱式,不必先解出 a。

03填充 1~3(第 4~6 題):數線上的分點、雙重根號、循環小數

第 4 題PR=∣x+1∣,RQ​=∣x−7∣,條件是 3∣x+1∣=5∣x−7∣。兩個絕對值相等,裡面的數相等或互為相反數。 相等:3(x+1)=5(x−7),3x+3=5x−35,x=19。 互為相反數:3(x+1)=−5(x−7),3x+3=−5x+35,x=4。 所以 R 的坐標是 4 或 19。
PR:RQ​=5:3。x=4 是 R 在 P、Q 之間的情形(距離 5 與 3),x=19 是 R 在 Q 右邊的情形(距離 20 與 12)。
第 5 題先化簡雙重根號:9−45​​=9−220​​,和 9、積 20 的兩數是 5 和 4,所以等於 5​−4​=5​−2。 因為 2<5​<3,所以 0<5​−2<1,整數部分 a=0,小數部分 b=5​−2。 於是 2−b=4−5​,是正數。兩邊平方:(4−5​)2=16−85​+5=21−85​,所以 2−b=21−85​​,k=−8。
檢查:21−85​​=21−280​​,和 21、積 80 的兩數是 16 和 5,化簡得 4−5​,與 2−b 相同。
第 6 題先把 t=0.2a4 化成分數。10t=2.a4,1000t=(200+10a+4).a4,相減得 990t=202+10a,所以 t=990202+10a​。 兩邊的分數通分成分母 990:9019​=990209​,9023​=990253​。 條件變成 209<202+10a<253,即 7<10a<51,0.7<a<5.1。a 是 0 到 9 的數字,所以 a=1,2,3,4,5,共 5 組解。
也可以看小數:9019​=0.21,9023​=0.25。a=0 時 0.2040404⋯ 比 0.2111⋯ 小;a=5 時 0.2545454⋯ 比 0.2555⋯ 小,合;a=6 時 0.264⋯ 太大。
循環小數的題目先化成分數,再通分比較,就不必逐位比小數。

04填充 4~6(第 7~9 題):數線上的距離和、整數解個數、聯立絕對值不等式

第 7 題把道路看成數線,前進方向為正。設小玲在 0,小鈞在最前面且與小玲相距 8 公里,所以小鈞在 8。設小如在 x,因為小鈞在最前面,x<8。 條件是 ∣x−0∣+∣x−8∣=14。若小如在兩人之間(0≤x<8),距離和就是兩人的距離 8,不是 14,不合。所以小如在小玲後面,x<0: (−x)+(8−x)=14 解得 x=−3。小如與小玲的距離是 3 公里。
只看 ∣x∣+∣x−8∣=14 還有另一個解 x=11,但那表示小如跑在小鈞前面,和「小鈞跑在最前面」不合,要捨去。
第 8 題有整數解,所以 k≥0。∣x−1∣≤k 即 1−k≤x≤1+k。k 是整數,所以兩個端點都是整數,其間的整數共有 (1+k)−(1−k)+1=2k+1 個。由 2k+1=7 得 k=3。
檢查:k=3 時 −2≤x≤4,整數有 −2,−1,0,1,2,3,4 共 7 個。
第 9 題第一式:∣−2x+3∣=∣2x−3∣,所以 ∣2x−3∣<9,即 −9<2x−3<9,−6<2x<12,得 −3<x<6 第二式:∣x+1∣>3,即 x+1>3 或 x+1<−3,x>2 或 x<−4。 兩式要同時成立:第一式的範圍與「x>2 或 x<−4」的共同部分是 2<x<6,寫成區間是 (2,6),所以 a+b=8。
「小於」的絕對值不等式是夾在中間的一段,「大於」的是向外的兩段;聯立時取共同部分,可以畫在數線上看。

05填充 7~9(第 10~13 題):半圓上的垂線長、根式與指數、對數的定義、倍數成長

第 10 題直徑 AB=10,十等分後每一段長 1,所以 AAk​​=k。設圓心為 O,則 OAk​​=∣5−k∣,OBk​​=5(半徑)。三角形 OAk​Bk​ 是直角三角形(k=5 時 A5​ 就是圓心,A5​B5​​=5),由畢氏定理 Ak​Bk​​=52−(5−k)2​=k(10−k)​ 逐一計算:k=1,9 時是 9​=3;k=2,8 時是 16​=4;k=3,7 時是 21​;k=4,6 時是 24​=26​;k=5 時是 5。其中 21​ 與 26​ 是無理數,各出現兩次,所以共有 4 條的長度是無理數。
圖形左右對稱,所以第 k 條與第 10−k 條一樣長,算到 k=5 就夠了。
第 11 題(1) 全部化成 5 的次方。 3518​=5318​=56。 58​=54,所以 658​​=(54)61​=532​。 中括號內:(251​)2=(5−2)2=5−4,(125)2=(53)2=56,相乘得 52,再取 −3 次方得 5−6。 三者相乘:56+32​−6=532​,所以 k=32​。
第 12 題(2) 逐項用對數的定義。 10010​​=1021​÷102=10−23​,所以 log10010​​=−23​。 1=100,log1=0。0.0001=10−4,log0.0001=−4。 102log2=(10log2)2=22=4。 所以原式 =−23​−0+(−4)+4=−23​。
102log2 是 (10log2)2=22;指數上的 2 倍對應的是平方。
第 13 題設一開始兩種細菌各有 m 個。7 小時後,A 有 m×37 個,B 有 m×a7 個。條件是 m×a7=128×m×37 約去 m,並把 128 寫成 27:a7=27×37=(2×3)7=67。a 是正數,所以 a=6。
關鍵是看出 128=27,次方和 7 小時的 7 一樣,才能併成 67。
根式與分數的乘除,全部化成同一個底數的次方,再把指數相加減。

06計算 1(第 14 題):分段解絕對值不等式

第 14 題以 −1 和 2 為分界分三段討論。 第一段 x<−1:∣x−2∣=−(x−2),∣x+1∣=−(x+1),左邊 =−(x−2)−2(x+1)=−3x。不等式變成 −3x≤5,x≥−35​;和 x<−1 取共同部分得 −35​≤x<−1。 第二段 −1≤x<2:∣x−2∣=−(x−2),∣x+1∣=x+1,左邊 =−(x−2)+2(x+1)=x+4。不等式變成 x+4≤5,x≤1;和 −1≤x<2 取共同部分得 −1≤x≤1。 第三段 x≥2:左邊 =(x−2)+2(x+1)=3x。不等式變成 3x≤5,x≤35​;和 x≥2 沒有共同部分,這一段無解。 三段合起來:−35​≤x<−1 與 −1≤x≤1 接成 −35​≤x≤1。
每一段解出來的範圍都要和那一段的前提取共同部分。代端點檢查:x=−35​ 時 311​+2×32​=5;x=1 時 1+2×2=5,都恰好等於 5。

07計算 2(第 15 題):算幾不等式求最大面積

第 15 題長方形有一邊在直徑上。固定這一邊時,另一組對邊越高面積越大,所以面積最大時上面兩個頂點都在半圓上。這兩個頂點一樣高,到圓心的水平距離也就相同,長方形左右對稱於圓心。 設長方形在直徑上的邊長為 2x 公尺,另一邊長為 y 公尺(x、y 都是正數)。圓心到上面頂點的距離是半徑 10,由畢氏定理 x2+y2=100 面積是 2xy。x2 與 y2 都是正數,由算幾不等式 2x2+y2​≥x2y2​=xy 所以 xy≤50,面積 2xy≤100。等號在 x2=y2 時成立,配合 x2+y2=100 得 x2=y2=50,x=y=52​,這樣的長方形畫得出來。 所以花圃的最大面積是 100 平方公尺,此時長 2x=102​ 公尺,寬 y=52​ 公尺。
和是定值的是 x2 與 y2,所以對這兩個數用算幾不等式。附圖是示意圖,長方形不是照面積最大時的比例畫的。
用算幾不等式求極值時,先找出「和是定值」的那兩個正數,最後要確認等號成立的條件做得到。

08計算 3(第 16~18 題):分貝與聲壓

第 16 題(1) 把 P=20 代入:D=20log2020​=20log1。因為 1=100,log1=0,所以 D=0,這個聲音是 0 分貝。
第 17 題(2) 先把關係式改寫成指數的樣子。由 D=20log20P​ 得 log20P​=20D​,照對數的定義, 20P​=1020D​ 設原來是 D 分貝、聲壓 P,增加 10 分貝後聲壓是 P′,則 20P′​=1020D+10​=1020D​×1021​。兩式相除: PP′​=1021​=10​ 所以聲壓變為原先的 10​ 倍(約 3.16 倍)。
分貝是「加」10,聲壓是「乘」10​;每加 20 分貝,聲壓才變成 10 倍。
第 18 題(3) 設一支氣笛的聲壓是 P1​。由 70=20log20P1​​ 得 log20P1​​=3.5,所以 20P1​​=103.5。 一萬支氣笛的聲壓是 104P1​, 20104P1​​=104×103.5=107.5 所以 D=20log107.5=20×7.5=150,會發出 150 分貝的聲音。
用第 17 題的結果也可以檢查:聲壓每變成 10 倍,分貝加 20;一萬倍是 10 倍連乘四次,所以加 80 分貝,70+80=150。
對數關係式的題目,先照定義改寫成 10 的次方,倍數的問題就變成指數相加減。

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常見問題

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高雄新興高中 109 上 高一第一次段考數學哪幾題最容易錯?

多重選擇第 1 題的選項 (C) 條件只寫實數、不能比較係數,選項 (D) 要自己找反例;多重選擇第 2 題的選項 (A) 兩個互為倒數的值都合條件,不能確定比 1 大;第 7 題路跑的距離和比兩人的距離大,表示第三人不在兩人之間,還要用最前面的條件捨去一個解;第 15 題要先說明長方形的頂點在半圓上,再對兩個平方用算幾不等式;第 17 題在沒有對數律的情況下,要先把關係式改寫成 10 的次方。詳解逐題寫在本頁。

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