01 · 試題原卷 24 題,照原卷順序
單選題 8 題(32 分)、填充題 11 題共 16 格(68 分)
一、單選題(32%)
1
已知函數 f(x)=2x−3,若 f(x) 與 g(x) 互為反函數,則 g(x) 為下列何者?- (A) g(x)=21x+23
- (B) g(x)=21x−31
- (C) g(x)=−2x+3
- (D) g(x)=−3x+2
- (E) g(x)=2x−31
2
已知函數 f(x) 的圖形如圖,選出正確的選項。- (A) x→0limf(x)=f(0)
- (B) x→0+limf(x)=x→0−limf(x)
- (C) x→1limf(x)=f(1)
- (D) x→1+limf(x)=x→1−limf(x)
- (E) f(1)=f(3)
3
下列哪一個函數是奇函數?- (A) 函數 f1(x)=5x2+3
- (B) 函數 f4(x)=sinx
- (C) 函數 f3(x)=3x+5
- (D) 函數 f2(x)=∣x∣
- (E) 函數 f5(x)=[x]
4
已知兩多項式函數 f(x) 與 g(x) 滿足 x→1limf(x)=2,x→1limg(x)=3,下列哪一個選項的極限值不為 5?- (A) x→1lim(f(x)+g(x))
- (B) x→1lim(4f(x)−g(x))
- (C) x→1lim(f(x)g(x)−x)
- (D) x→1limx−25f(x)
- (E) f(1)+g(1)
5
已知無窮數列 ⟨(x2+x−1)n⟩ 為收斂數列,試選出下列滿足條件的 x 值?- (A) −34
- (B) −1
- (C) 0
- (D) 23
- (E) 2
6
已知 x=0,不等式 −1≤sinx21≤1 恆成立,求 x→0limxsinx21 的值。- (A) 1
- (B) −1
- (C) 0
- (D) 2
- (E) 不存在
7
下列各敘述何者正確?- (A) 無窮數列 ⟨−1n⟩ 為發散數列
- (B) 無窮等比級數 1−23+49+⋯=52
- (C) 2.9<3
- (D) 若無窮數列 ⟨an⟩ 為發散數列,則無窮數列 ⟨an2⟩ 亦為發散數列
- (E) 若無窮數列 ⟨an⟩、⟨bn⟩ 均為發散數列,則無窮數列 ⟨an+bn⟩ 可能為收斂數列
8
函數 f(x)=2−x2−2x+8 的值域為- (A) {y∈R∣y≤8}
- (B) {y∈R∣1≤y≤8}
- (C) {y∈R∣0≤y≤8}
- (D) {y∈R∣0≤y≤3}
- (E) {y∈R 81≤y≤2}
二、填充題(68%)(本頁第 9~24 題依序為原卷填充題的 1(1)、1(2)、1(3)、2(1)、2(2)、3、4(1)、4(2)、5、6、7、8、9、10(1)、10(2)、11)
填充第 1 題(第 9~11 題) 求下列各極限。(若為無極限請寫「不存在」)
9
(1) n→∞limn2(−1)n= ____。
10
(2) n→∞lim(2n+11−n2)= ____。
11
(3) x→−2limx+22x2+x−6= ____。
填充第 2 題(第 12~13 題) 求下列導數的值:
12
(1) 設 f(x)=x3−x2+3,求 f′′(2)= ____。
13
(2) 設 f(x)=(2x−1)10,求 f′(1)= ____。
14
若極限 x→3limx−3x2−x+a 存在,求此極限為 ____。
填充第 4 題(第 15~16 題) 試求下列各值。
15
(1) n→∞lim5n1+2+22+⋯+2n−1= ____。
16
(2) n=1∑∞5n2n−1= ____。
17
試求極限 x→1limx−13−3x−x2−1= ____。 18
已知函數 f(x)={x2−2,ax+2,當 x≥1當 x<1 為連續函數,求實數 a= ____。
19
設 f(x) 為三次多項式,若 x→1limx−1f(x)=1 且 x→2limx−2f(x)=2,則 f(0)= ____。
20
已知點 P(1,0) 為二次函數 f(x)=x2+4x−1 圖形外一點,則過 P 點的切線方程式為 ____。(有二解,全對才給分)
21
有一被垂直上拋的球,t 秒後的高度是 h(t)=49t−4.9t2 公尺,求這球著地時的速度為 ____(公尺/秒)。
填充第 10 題(第 22~23 題) 設函數 f(x)=x3−10x2+12x+1。試求
22
(1) 函數 f(x) 在 x=1 附近的一次估計 ____。
24
已知三次多項式 f(x) 滿足 f(1)=f(2)=f′(2)=0,f′(0)=−8,求 f(x)= ____。
第 1 題(A)
第 2 題(D)
第 3 題(B)
第 4 題(D)
第 5 題(A)
第 6 題(C)
第 7 題(E)
第 8 題(B)
第 9 題0
第 10 題不存在
第 11 題−7
第 12 題10
第 13 題20
第 14 題5
第 15 題0
第 16 題125
第 17 題5
第 18 題−3
第 19 題−8
第 20 題y=2x−2 與 y=10x−10
第 21 題−49
第 22 題4−5(x−1)(即 −5x+9)
第 23 題3.95(一次估計的近似值)
第 24 題−x3+5x2−8x+4
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01單選 1~4:反函數、由圖形讀極限、奇函數、極限的運算
第 1 題答案 (A)。令 y=2x−3,把 x 用 y 表示:x=2y+3。再把 x、y 對調,得 g(x)=2x+3=21x+23。檢查:f(g(x))=2(21x+23)−3=x,g(f(x))=21(2x−3)+23=x。
反函數不是倒數。(E) 的 2x−31 是 f(x)1,代回去 f(g(x))=x。
第 2 題答案 (D)。從圖上讀:x 從左邊靠近 0 時圖形趨近空心點 (0,2),所以 x→0−limf(x)=2;從右邊靠近 0 時圖形趨近實心點 (0,1),所以 x→0+limf(x)=1,且 f(0)=1。x 從左、右兩邊靠近 1 時圖形都趨近空心點 (1,2),所以 x→1−limf(x)=x→1+limf(x)=2,而實心點在 (1,1),f(1)=1。(A)(B) 左、右極限 2=1,x→0limf(x) 不存在,都錯。(C) x→1limf(x)=2=f(1)=1,錯。(D) 兩邊都是 2,對。(E) f(1)=1,f(3)=2,錯。
極限看的是「靠近時圖形往哪裡去」,與那一點的函數值(實心點)無關;空心點表示函數值不在那裡。
第 3 題答案 (B)。奇函數要對定義域內每個 x 都有 f(−x)=−f(x)。(A) 5(−x)2+3=5x2+3,是偶函數。(B) sin(−x)=−sinx,是奇函數。(C) f3(−1)=2,−f3(1)=−8,不相等。(D) ∣−x∣=∣x∣,是偶函數。(E) [−0.5]=−1,−[0.5]=0,不相等。
(C) 的圖形是直線但不過原點;奇函數若在 x=0 有定義,必有 f(0)=0,而 f3(0)=5。
第 4 題答案 (D)。各極限都存在時可以分開算。(A) 2+3=5。(B) 4⋅2−3=5。(C) 2⋅3−1=5。(D) 分母 x−2→−1 不為 0,所以極限 =−15⋅2=−10,不是 5。(E) 多項式函數處處連續,f(1)=x→1limf(x)=2,g(1)=3,和為 5。
(D) 的分母是 x−2 不是 x−1,x→1 時分母不會趨近 0,直接代入即可。
極限看的是靠近時的走向,函數值看的是那一點本身;兩者相等才叫連續。
02單選 5~8:等比數列的收斂、夾擠定理、收斂發散的判斷、值域
第 5 題答案 (A)。這是公比 r=x2+x−1 的等比數列 ⟨rn⟩,收斂的條件是 −1<r≤1。逐一代入:(A) 916−34−1=−95,在範圍內。(B) 1−1−1=−1,數列在 −1、1 之間跳動,發散。(C) 0+0−1=−1,同樣發散。(D) 49+23−1=411>1,發散。(E) 4+2−1=5>1,發散。
直接解不等式也可以:x2+x−1≤1 得 −2≤x≤1;x2+x−1>−1 得 x<−1 或 x>0。合起來是 −2≤x<−1 或 0<x≤1,五個選項中只有 −34 在裡面。
第 6 題答案 (C)。x=0 時 sinx21≤1,所以 xsinx21≤∣x∣,即 −∣x∣≤xsinx21≤∣x∣。x→0 時 −∣x∣→0 且 ∣x∣→0,由夾擠定理,x→0limxsinx21=0。 不能寫成 limx⋅limsinx21,因為 sinx21 在 x→0 時不斷振盪,極限不存在;也不要把不等式直接乘以 x,x 為負時不等號會反向,所以用 ∣x∣ 來夾。
第 7 題答案 (E)。(A) −1n 是先算 1n=1 再取負號,每一項都是 −1,是常數數列,收斂到 −1,敘述錯。(B) 公比 −23,−23≥1,這個無窮等比級數發散,沒有和,錯。(C) 2.9=2+0.9=2+(109+1009+⋯)=2+1−101109=3,所以 2.9=3,錯。(D) 取 an=(−1)n,⟨an⟩ 發散,但 an2=1 收斂,錯。(E) 取 an=n、bn=−n,兩個都發散,但 an+bn=0 收斂,所以「可能收斂」,對。 (A) 的 −1n 沒有括號,與 (−1)n 不同;(−1)n 才是在 −1、1 之間跳動的發散數列。(B) 的 52 是沒檢查公比就套 1−ra=1+231 的結果,公式只在 ∣r∣<1 時能用。
第 8 題答案 (B)。根號內配方:−x2−2x+8=9−(x+1)2。根號內要不小於 0,所以定義域是 −4≤x≤2;在這個範圍內 9−(x+1)2 的值從 0(x=−4 或 2)到 9(x=−1)都取得到。於是 −x2−2x+8 的範圍是 0 到 3。2t 隨 t 遞增,所以 f(x) 的範圍是 20=1 到 23=8,值域為 {y∣1≤y≤8}。 根號的值最小是 0,所以 f(x) 最小是 20=1 而不是 0;(D) 的 0≤y≤3 是指數(根號)的範圍,還沒有代進 2 的次方。
等比數列收斂要公比大於負一且不超過一;無窮等比級數求和前先看公比的絕對值是否小於一。
03填充 9~14(原卷填充 1、2、3):基本極限與導數
第 9 題−n21≤n2(−1)n≤n21,而 n→∞lim(−n21)=n→∞limn21=0,由夾擠定理,極限為 0。
分子 (−1)n 雖然正負交錯,但絕對值固定是 1,分母愈來愈大,整個分數會趨近 0。
第 10 題分子分母同除以 n:2n+11−n2=2+n1n1−n。n 愈大,分母趨近 2,分子 n1−n 愈來愈小(負得愈來愈多),整個式子不會趨近任何定數,所以極限不存在。
分子的次數比分母高時,數列發散。例如 n=1000 時值約為 −499.75,n=10000 時約為 −4999.75。
第 11 題x=−2 代入分子得 8−2−6=0,分子有因式 x+2:2x2+x−6=(x+2)(2x−3)。約去 x+2 後,原式 =x→−2lim(2x−3)=−7。
第 12 題f′(x)=3x2−2x,再微分一次:f′′(x)=6x−2。f′′(2)=12−2=10。
第 13 題由連鎖律,f′(x)=10(2x−1)9⋅(2x−1)′=10(2x−1)9⋅2=20(2x−1)9。f′(1)=20⋅19=20。
括號裡的 2x−1 還要再微分一次,乘上 2;少乘這個 2 會得到 10。
第 14 題x→3 時分母趨近 0,極限要存在,分子也必須趨近 0:9−3+a=0,a=−6。此時分子 x2−x−6=(x−3)(x+2),約去 x−3 後,極限 =x→3lim(x+2)=5。
題目問的是極限值 5,不是 a 的值 −6。
分式的極限遇到分母趨近 0,分子也要趨近 0,再把共同的因式約掉。
04填充 15~19(原卷填充 4~7):等比級數、絕對值、連續與待定多項式
第 15 題分子是首項 1、公比 2 的等比級數,從 20 到 2n−1 共 n 項,和為 2−12n−1=2n−1。原式 =n→∞lim5n2n−1=n→∞lim[(52)n−(51)n]=0−0=0。
原卷題幹分子印作 1+2+2n+⋯+2n−1,依前後項的規律應為 1+2+22+⋯+2n−1,本頁題幹已照此更正。
第 16 題一般項 5n2n−1=(52)n−(51)n。兩個無窮等比級數的公比 52、51 絕對值都小於 1,都收斂,可以分開求和:1−5252−1−5151=32−41=125。
n 從 1 開始,兩個級數的首項分別是 52 與 51,不是 1。
第 17 題x=1 時 3−3x−x2=−1<0,所以 x 在 1 附近時 3−3x−x2<0,3−3x−x2=x2+3x−3。分子 =x2+3x−4=(x−1)(x+4),約去 x−1 後,原式 =x→1lim(x+4)=5。 去絕對值前先把 x=1 代進去看正負。若當成正的直接拿掉,分子在 x=1 的值是 −2,約不掉 x−1。
第 18 題兩段各自是多項式,在各自的範圍內都連續,只要看接點 x=1。f(1)=1−2=−1,x→1+limf(x)=−1,x→1−limf(x)=a+2。在 x=1 連續需要 a+2=−1,所以 a=−3。
第 19 題兩個極限的分母都趨近 0 而極限存在,所以 f(1)=0、f(2)=0,f(x) 有因式 (x−1)(x−2)。f(x) 是三次,設 f(x)=(x−1)(x−2)(ax+b)。x→1limx−1f(x)=(1−2)(a+b)=−(a+b)=1;x→2limx−2f(x)=(2−1)(2a+b)=2a+b=2。解得 a=3,b=−4。f(x)=(x−1)(x−2)(3x−4),f(0)=(−1)(−2)(−4)=−8。
第一個極限約掉 x−1 後,剩下的 (x−2) 代 x=1 是 −1,負號不要漏掉。
分段函數的連續只要檢查接點:左極限、右極限、函數值三者相等。
05填充 20~24(原卷填充 8~11):切線、速度、一次估計與待定多項式
第 20 題P(1,0) 不在圖形上(f(1)=4=0),先設切點為 (t, t2+4t−1)。f′(x)=2x+4,切線斜率為 2t+4,切線:y−(t2+4t−1)=(2t+4)(x−t)。代入 P(1,0):−(t2+4t−1)=(2t+4)(1−t),右邊 =−2t2−2t+4,整理得 t2−2t−3=0,t=−1 或 t=3。t=−1:切點 (−1,−4),斜率 2,切線 y=2(x−1),即 y=2x−2。t=3:切點 (3,20),斜率 10,切線 y=10(x−1),即 y=10x−10。
P 不是切點,不能用 f′(1)=6 當斜率。另一種檢查:設切線 y=m(x−1),與 y=x2+4x−1 聯立得 x2+(4−m)x+(m−1)=0,相切時判別式 (4−m)2−4(m−1)=m2−12m+20=0,m=2 或 10,結果相同。
第 21 題著地時高度為 0:49t−4.9t2=4.9t(10−t)=0,t=0(拋出時)或 t=10,所以球在 t=10 秒著地。速度是高度函數的導數:h′(t)=49−9.8t,h′(10)=49−98=−49(公尺/秒)。
負號表示球正在往下掉;著地時的快慢(速率)是 49 公尺/秒,與拋出時的初速 h′(0)=49 大小相同、方向相反。
第 22 題f(x) 在 x=1 附近的一次估計是 f(1)+f′(1)(x−1),也就是圖形在 x=1 處的切線。f(1)=1−10+12+1=4;f′(x)=3x2−20x+12,f′(1)=3−20+12=−5。所以一次估計為 4−5(x−1),展開即 −5x+9。
第 23 題用上一格的一次估計,x=1.01 代入:f(1.01)≈4−5(1.01−1)=4−0.05=3.95。
這一格接在一次估計後面,本頁依題組的脈絡以一次估計作答,答案是近似值。直接代入計算的精確值是 1.030301−10.201+12.12+1=3.949301,兩者相差不到 0.001。
第 24 題f(1)=0,所以 f(x) 有因式 x−1。f(2)=0 且 f′(2)=0,表示 x=2 是重根,f(x) 有因式 (x−2)2。f(x) 是三次,所以 f(x)=a(x−1)(x−2)2=a(x3−5x2+8x−4)。f′(x)=a(3x2−10x+8),f′(0)=8a=−8,a=−1。所以 f(x)=−(x−1)(x−2)2=−x3+5x2−8x+4。
f(2)=0 且 f′(2)=0 為什麼是重根:設 f(x)=(x−2)q(x),則 f′(x)=q(x)+(x−2)q′(x),f′(2)=q(2)=0,所以 q(x) 也有因式 x−2。
過圖形外一點作切線,先設切點再用導數寫出切線,最後把那個點代進去解切點。
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
溪湖高中 114 上 高三第一次段考數學的答案在哪裡?
本頁列出全部 24 題的答案;答案由御藍教育逐題重新計算。
溪湖高中 114 上 高三第一次段考數學哪幾題最容易錯?
單選第 7 題:選項 (A) 的負一的 n 次方沒有括號,每一項都是負一,是收斂的常數數列,而無窮等比級數求和前要先檢查公比。填充第 8 題(本頁第 20 題):點 P 不在圖形上,要先設切點,不能直接把 P 的橫坐標代進導函數。填充第 5 題(本頁第 17 題):去絕對值前要先判斷裡面的正負。填充第 9 題(本頁第 21 題):著地時的速度帶負號,表示方向向下。詳解逐題寫在本頁。
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題目取自溪湖高中 114 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。