01 · 試題原卷 21 題,照原卷順序
多選題 4 題(每題 6 分,共 24 分,錯一個選項扣 2 分,扣完為止)、填充題 10 題共 12 格(每格 5 分,共 60 分)、計算題 2 題共 5 小題(共 16 分,各小題配分印在題末),合計 100 分。本頁全卷連續編號:第 5 題是原卷填充第 1 題,第 6、7 題是填充第 2 題的 (1)(2),第 8~10 題是填充第 3~5 題,第 11、12 題是填充第 6 題的 (1)(2),第 13~16 題是填充第 7~10 題;第 17~19 題是原卷計算第 1 題的 (1)(2)(3),第 20、21 題是計算第 2 題的 (1)(2)。本卷沒有學校公布的答案,本頁答案為本站依題目計算。
一、多選題:每題 6 分,共 24 分(錯一個選項扣 2 分,扣完為止)
1
已知 i=−1,試判斷下列敘述何者正確?- (A) 2+3i>1+5i
- (B) 2−3=2−3
- (C) −4×−9=6
- (D) 已知 a,b 為複數,若 a2+b2=0,則 a=0,b=0
- (E) i10+i11+i12+⋯+i85=0
2
若 X 為離散型隨機變數,X 的機率分布表如下:
xkP(X=xk)−20.4−10.100.110.320.1
則下列敘述哪些是正確的?- (A) P(X>1)=0.1
- (B) P(∣X∣=1)=0.3
- (C) E(X)=0.4
- (D) E(X2)=0.16
- (E) σ(X)=2.24
3
一袋中有 3 個紅球、2 個白球及 3 個黑球,今從袋中每次隨機取出 2 個球,取後放回,共取 7 次。令隨機變數 X 表示抽到兩球為同色球的次數,試問下列何者為真?- (A) 隨機變數 X 可能取值為 1,2,3,4,5,6,7
- (B) P(X=2)=C27(41)2
- (C) P(X=2)>P(X=1)
- (D) X 的期望值為 47 次
- (E) X 的標準差為 421 次。
4
設 f(x) 為三次實係數多項式,且知 i 為 f(x)=0 的一根,試問下列哪些選項是正確的?- (A) 函數 f(x) 的圖形與 x 軸有 3 個交點
- (B) f(i3)=0
- (C) 有實數滿足 f(x)−x=0
- (D) 有實數滿足 f(x2)=0
- (E) 若 f(2)>0 且 f(4)<0,則 f(3)=0
二、填充題:每格 5 分,12 格,共 60 分(本頁第 5~16 題為原卷填充第 1~10 題的 12 格)
5
設 X 為一隨機變數,若 E(X)=2,E(X2)=9,試求 E(−2X)+Var(−2x+3)= ____(卷面 Var 內印作小寫 x,依題意為隨機變數 X)
第 6~7 題為題組(原卷填充第 2 題)(第 6~7 題) 設隨機變數 X 的機率分布表如下,且令 Y=3X+2,則:
xp(x)−12a20a13a22a2
8
袋中有 4 個紅球,5 個白球,設每球被取出的機會均相等,自袋中任取 3 球,令隨機變數 X 表示取到紅球的個數,則 E(X)= ____ 個。
9
已知 b 是實數,若複數 3+2i1+bi 的實部與虛部相等,則 b= ____
10
袋中有大小相同的紅球 4 顆及黑球 x 顆,每次從袋中任取一球,觀察顏色後再放回袋中,共取球 n 次,設每顆球被取到的機率均等且每一次取球都為獨立事件。已知取得紅球的次數之期望值為 20 次,標準差為 4 次,則數對 (x,n)= ____
第 11~12 題為題組(原卷填充第 6 題)(第 11~12 題) 甲、乙兩人一起玩剪刀石頭布猜拳遊戲,兩人一起出拳,若每人每次出拳為剪刀、石頭、布的機率相等,每次猜拳結果互不影響,求
11
(1) 若兩人猜拳直到一人勝出就結束遊戲,求在第四次猜拳後結束遊戲的機率為 ____
12
(2) 若兩人一起猜拳 15 次,設隨機變數 X 表恰有一人勝出的次數,試求 X 的變異數為 ____
13
設 α、β 為方程式 x2+3x+16=0 的兩根,試求 (α+β)2= ____ 14
擲兩顆公正骰子,直到兩顆骰子點數和為 7 才停止,設投擲次數的期望值為 x 次,標準差為 y 次,求 (x,y)= ____
15
從 6 張分別寫有 1,2,2,3,3,3 的紙牌中隨機取兩張,每張紙牌被取到的機會均等,依據所取的兩張紙牌數字和 k 給予獎金 10k,設隨機變數 X 表示得到的總獎金,求 P(X≤40)= ____
16
已知實係數多項式 f(x)=x3+ax2+bx+c 滿足 f(0)<0,f(2)>0,f(7)<0,f(12)>0。又方程式 f(x)=0 的三根均為整數,求 a+b+c= ____ 三、計算題:16 分(視過程部分給分,只有答案沒寫算式不予給分)(本頁第 17~21 題為原卷計算第 1、2 題的各小題)
第 17~19 題為題組(原卷計算第 1 題)(第 17~19 題) 已知 3+i 為實係數方程式 f(x)=x4−4x3+ax2+26x+b=0 的一個根,求
19
(3) 函數 f(x) 的圖形與 x 軸有幾個交點?(2 分)
第 20~21 題為題組(原卷計算第 2 題)(第 20~21 題) 小愷宣稱他在三分線投籃的命中率至少 70%,為了驗證小愷所說是否屬實,小白到籃球場看小愷表演,在三分線投 10 球,設定檢定標準 α=0.05。
X∼B(10,0.7) 的機率分布表
X=kP(X=k)00.000010.000120.001430.009040.036850.1029
X=kP(X=k)60.200170.266880.233590.1211100.0282
假設隨機變數 X 的取值為小愷在三分線投籃 10 次進球的總次數,求
20
(1) 顯著水準為 0.05 的拒絕域?(3 分)
21
(2) 若小愷擲出 6 個正面,是否拒絕小愷宣稱他在三分線投籃的命中率至少 70% 的說法?(2 分)(卷面印作「擲出 6 個正面」,依題意為投進 6 球)
第 1 題(B)(E)
第 2 題(A)(E)
第 3 題(D)(E)
第 4 題(B)(C)
第 5 題16
第 6 題3
第 7 題98
第 8 題34
第 9 題5
第 10 題(16,100)
第 11 題812
第 12 題310
第 13 題5(平方根取主值;若把兩根當成負數套公式會得 −11,見詳解)
第 15 題52
第 16 題−1
第 17 題a=−3,b=−10
第 18 題3+i,3−i,−1+2,−1−2 第 19 題2 個
第 20 題X≤4(進球數為 0,1,2,3,4)
第 21 題不拒絕
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01多選 1~4:複數、機率分布、二項分布、實係數三次方程式
第 1 題答案 (B)(E)。(A) 錯:虛數不能比較大小,2+3i 與 1+5i 都不是實數,不等式沒有意義。(B) 對:左邊 2−3=23i=23i;右邊 2−3=23i,兩邊相等。(C) 錯:−4×−9=2i×3i=6i2=−6。(D) 錯:取 a=1,b=i,則 a2+b2=1+(−1)=0,但 a、b 都不是 0。(E) 對:從 i10 到 i85 共 85−10+1=76 項,連續四項的和 ik+ik+1+ik+2+ik+3=ik(1+i−1−i)=0,76=4×19,剛好分成 19 組,總和為 0。 a<0、
b<0 時
a×b=−ab;負數的平方根一律先寫成
∣a∣i 再運算。「平方和為
0 則兩數都是
0」只對實數成立。
第 2 題答案 (A)(E)。(A) 對:X>1 只有 X=2,機率 0.1。(B) 錯:∣X∣=1 即 X=−1 或 X=1,機率 0.1+0.3=0.4。(C) 錯:E(X)=(−2)(0.4)+(−1)(0.1)+0(0.1)+1(0.3)+2(0.1)=−0.8−0.1+0.3+0.2=−0.4,差一個負號。(D) 錯:E(X2)=4(0.4)+1(0.1)+0+1(0.3)+4(0.1)=1.6+0.1+0.3+0.4=2.4;0.16 是 (E(X))2。(E) 對:Var(X)=E(X2)−(E(X))2=2.4−0.16=2.24,σ(X)=2.24。 第 3 題答案 (D)(E)。袋中共 8 個球,任取 2 個有 C28=28 種,兩球同色有 C23+C22+C23=3+1+3=7 種,所以每次取到同色的機率 p=287=41。取後放回共 7 次,X 服從 n=7、p=41 的二項分布。(A) 錯:也可能 7 次都不同色,X 的取值是 0,1,2,…,7,少了 0。(B) 錯:P(X=2)=C27(41)2(43)5,少了另外 5 次不同色的機率。(C) 錯:P(X=2)=4721×35=475103,P(X=1)=477×36=475103,兩者相等,不是大於。(D) 對:E(X)=np=7×41=47。(E) 對:Var(X)=np(1−p)=7×41×43=1621,標準差 =421。 第 4 題答案 (B)(C)。f(x) 是實係數多項式,i 是根,所以 −i 也是根;三次方程式共三個根,第三個根 r 必為實數。可設 f(x)=k(x2+1)(x−r),k=0。(A) 錯:實根只有 r 一個,圖形與 x 軸只有 1 個交點。(B) 對:i3=−i,而 −i 是根,所以 f(i3)=0。(C) 對:f(x)−x 仍是三次實係數多項式,虛根成對出現,三個根不可能全是虛根,所以至少有一個實根。(D) 錯:f(x2)=0 表示 x2=i、x2=−i 或 x2=r,實數 x 只可能滿足 x2=r;當 r<0 時(例如 f(x)=(x2+1)(x+1))就沒有實數滿足,所以不一定成立。(E) 錯:由勘根定理只能知道 2 與 4 之間有實根,也就是 2<r<4,不一定是 3;例如 f(x)=−(x2+1)(x−2.5) 滿足 f(2)>0、f(4)<0,但 f(3)=0。
實係數方程式的虛根一定成對,所以奇數次的實係數方程式至少有一個實根。
02填充 5~8(原卷填充 1~3):期望值與變異數
第 5 題Var(X)=E(X2)−(E(X))2=9−4=5。E(−2X)=−2E(X)=−4;Var(−2X+3)=(−2)2Var(X)=4×5=20。所求 =−4+20=16。
Var(aX+b)=a2Var(X):加上常數不影響變異數,乘上 a 要乘 a2。
第 6 題機率總和為 1:2a2+a+3a2+a2=1,即 6a2+a−1=0,(3a−1)(2a+1)=0,a=31 或 a=−21;a 本身是 X=0 的機率,不能是負的,所以 a=31。X 取 −1,0,1,2 的機率依序為 92,93,93,91。E(X)=9−2+0+3+2=31,所以 E(Y)=3E(X)+2=1+2=3。
第 7 題承上,E(X2)=1×92+0×93+1×93+4×91=99=1。Var(X)=E(X2)−(E(X))2=1−91=98。
第 8 題從 9 球任取 3 球共 C39=84 種。P(X=0)=84C35=8410,P(X=1)=84C14C25=8440,P(X=2)=84C24C15=8430,P(X=3)=84C34=844。E(X)=840×10+1×40+2×30+3×4=84112=34(個)。
檢查:四個機率的分子 10+40+30+4=84,總和為 1。
03填充 9~12(原卷填充 4~6):複數相除、二項分布與幾何分布
第 9 題分子分母同乘 3−2i:3+2i1+bi=13(1+bi)(3−2i)=13(3+2b)+(3b−2)i。實部與虛部相等:3+2b=3b−2,得 b=5。
驗算:b=5 時 3+2i1+5i=1313+13i=1+i,實部與虛部都是 1。
第 10 題每次取到紅球的機率 p=4+x4,取到紅球的次數服從二項分布。期望值 np=20,變異數 np(1−p)=42=16。兩式相除得 1−p=2016=54,p=51,所以 n=p20=100。再由 4+x4=51 得 4+x=20,x=16。所以 (x,n)=(16,100)。
第 11 題兩人各出一拳共 3×3=9 種情形,平手(出一樣的拳)有 3 種,分出勝負有 6 種,所以每次有一人勝出的機率是 96=32,平手的機率是 31。在第四次猜拳後結束,表示前三次都平手、第四次分出勝負:(31)3×32=812。
第 12 題每次恰有一人勝出的機率 p=32,猜拳 15 次,X 服從 n=15、p=32 的二項分布。Var(X)=np(1−p)=15×32×31=310。
二項分布的期望值與變異數相除就得到 1 − p,可以先求出 p 再求 n。
04填充 13~16(原卷填充 7~10):虛根、幾何分布、累積機率、勘根
第 13 題由根與係數關係,α+β=−3,αβ=16。判別式 32−4×16=−55<0,所以兩根是共軛虛根 2−3±55i,不是負實數。設 α=2−3+55i,找平方等於 α 的複數 p+qi(p,q 為實數):p2−q2=−23,2pq=255,又 p2+q2=∣α∣=αβ=4,解得 p2=45,q2=411,且 p,q 同號,所以平方等於 α 的數是 ±25+11i;同理平方等於 β 的數是 ±25−11i。兩個平方根都取實部為正的那一個(一般所說的主值)時,α+β=5,所求 =5。 用根與係數寫成
(α+β)2=α+β+2αβ=−3+2αβ,其中
αβ 的平方是
αβ=16,所以它是
4 或
−4:取主值時是
4,答案
5;若兩個平方根一個取正實部、一個取負實部,則是
−4,答案
−11。課本只定義負實數的平方根(
−a=ai),沒有定義虛數的平方根,卷面這樣寫並不嚴謹;若把兩根誤當成負實數而套用
αβ=−αβ,也會得到
−3−216=−11。這一題很像常見的「兩根都是負數」題型把常數項換成
16,學校當時的答案若是
−11,就是這個原因。本卷沒有學校公布的答案,本頁以主值的
5 作答。
第 14 題擲兩顆骰子共 36 種結果,點數和為 7 有 (1,6),(2,5),(3,4),(4,3),(5,2),(6,1) 共 6 種,所以每次成功的機率 p=366=61。投擲次數服從幾何分布:期望值 x=p1=6;變異數 =p21−p=36165=30,標準差 y=30。所以 (x,y)=(6,30)。 第 15 題X=10k≤40 即數字和 k≤4。從 6 張取 2 張共 C26=15 種。和為 3:一張 1、一張 2,有 1×2=2 種;和為 4:一張 1、一張 3 有 1×3=3 種,或兩張 2 有 C22=1 種。(和最小就是 3。)所以 P(X≤40)=152+3+1=156=52。
也可以用餘事件:和為 5(一張 2、一張 3)有 2×3=6 種,和為 6(兩張 3)有 C23=3 種,1−159=52。
第 16 題f(0)<0 且 f(2)>0,由勘根定理,0 與 2 之間有實根;同理 2 與 7 之間、7 與 12 之間各有實根。三次方程式只有三個根,所以三個根各落在這三個區間內。三根都是整數:0<1<2≈1.41,2<2<7≈2.65,7<3<12≈3.46,每個區間內恰好只有一個整數,所以三根是 1,2,3。f(x)=(x−1)(x−2)(x−3)=x3−6x2+11x−6,a+b+c=−6+11−6=−1。 因為 1 是根,f(1)=1+a+b+c=0,可以直接得到 a+b+c=−1,不必展開。
05計算 17~19(原卷計算 1):虛根成對與四次方程式
第 17 題f(x) 是實係數多項式,3+i 是根,所以 3−i 也是根。這兩根的和為 6、積為 (3+i)(3−i)=10,所以 f(x) 有因式 x2−6x+10。設 f(x)=(x2−6x+10)(x2+px+q),展開得 x4+(p−6)x3+(q−6p+10)x2+(10p−6q)x+10q。比較係數:x3 項 p−6=−4,得 p=2;x 項 10p−6q=26,即 20−6q=26,得 q=−1;x2 項 a=q−6p+10=−1−12+10=−3;常數項 b=10q=−10。所以 a=−3,b=−10。
驗算:(x2−6x+10)(x2+2x−1)=x4−4x3−3x2+26x−10,與題目的 x3、x 係數相符。
第 18 題承上,f(x)=(x2−6x+10)(x2+2x−1)。x2−6x+10=0 的根是 3±i;x2+2x−1=0 的根是 x=2−2±4+4=−1±2。所以 f(x)=0 的四個根是 3+i、3−i、−1+2、−1−2。 第 19 題圖形與 x 軸的交點對應 f(x)=0 的實根。四個根中只有 −1+2 與 −1−2 是實數,而且兩個不相等,所以圖形與 x 軸有 2 個交點。 實係數方程式有一個虛根,就先用它和共軛根的和與積寫出二次因式,再比較係數。
06計算 20~21(原卷計算 2):以二項分布檢定命中率
第 20 題要檢驗的說法是「命中率至少 70%」。先假設命中率是 0.7,此時 10 球的進球數 X 服從 B(10,0.7)。進球數太少才會讓人懷疑這個說法,進球多並不會推翻「至少 70%」,所以拒絕域只取在進球數少的那一端,形如 X≤c,整個 0.05 都放在這一端,不是兩端各取 0.025,而且在假設成立時落入拒絕域的機率不能超過 α=0.05。由表從左邊累加:P(X≤3)=0.0000+0.0001+0.0014+0.0090=0.0105;P(X≤4)=0.0105+0.0368=0.0473≤0.05;P(X≤5)=0.0473+0.1029=0.1502>0.05。所以拒絕域是 X≤4,也就是進球數為 0,1,2,3,4。
第 21 題卷面印「擲出 6 個正面」,依題意是 10 球中投進 6 球,即 X=6。6 不在拒絕域 X≤4 內,所以不拒絕小愷「命中率至少 70%」的說法。
不拒絕並不表示證明了命中率至少 70%,只是這次的結果還不足以推翻它:命中率真的是 0.7 時,進 6 球以下的機率有 0.1502+0.2001=0.3503,並不罕見。
拒絕域從最不利於原說法的那一端開始累加機率,加到不超過顯著水準為止。
同一次段考的其他學校
同樣是高三第一次段考,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
高雄新興高中 112 上 高三第一次段考數學的答案在哪裡?
本頁列出全部 21 題的答案;答案由御藍教育逐題重新計算。
高雄新興高中 112 上 高三第一次段考數學哪幾題最容易錯?
第 3 題的選項 C 要實際算出兩個機率,會發現恰好相等而不是大於。第 4 題的選項 D 要看實根的正負,實根是負數時就找不到實數。第 13 題的方程式判別式是負的,兩根是虛數,不能直接套用根號相乘的規則。第 20 題的拒絕域要從表的最左邊往右累加機率,加到不超過 0.05 為止。
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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。
題目取自高雄新興高中 112 學年度上學期 高三第一次段考 數學甲,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。