01 · 試題原卷 18 題,照原卷順序
填充題 13 題共 18 格(第 1、2 題為多選),全對才給分,依答對格數給分:答對 1~18 格依序得 8、16、24、32、40、48、56、64、70、76、80、82、84、86、88、92、96、100 分。答案已與學校公布的答案逐題核對
一、填充題(全對才給分)(共 18 格。答對格數與得分:1 格 8 分、2 格 16 分、3 格 24 分、4 格 32 分、5 格 40 分、6 格 48 分、7 格 56 分、8 格 64 分、9 格 70 分、10 格 76 分、11 格 80 分、12 格 82 分、13 格 84 分、14 格 86 分、15 格 88 分、16 格 92 分、17 格 96 分、18 格 100 分。)(本頁第 1~18 題依序為卷面第 1、2、3(1)、3(2)、3(3)、4(1)、4(2)、4(3)、5、6、7、8、9、10(1)、10(2)、11、12、13 題)
1
(多選)下列關於數列與級數的敘述哪些正確?- (A) 若無窮數列 ⟨an×an⟩ 收斂,則無窮數列 ⟨an⟩ 收斂。
- (B) 若無窮數列 ⟨an⟩ 收斂,則無窮數列 ⟨an×an⟩ 收斂。
- (C) 對於任意級數 n=1∑10(an×bn)=(n=1∑10an)×(n=1∑10bn) 成立。
- (D) 若無窮等比級數 n=1∑∞a1rn 收斂,則無窮等比數列 ⟨a1rn⟩ 也收斂。
- (E) 對所有的正整數 n 恆有 bn≤an≤cn,若無窮數列 ⟨bn⟩、⟨cn⟩ 收斂,但 n→∞limbn=n→∞limcn,則無窮數列 ⟨an⟩ 發散。
2
(多選)下列關於函數與函數極限的敘述哪些正確?- (A) 函數 f(x)=x−3x 的定義域為 {x∈R∣x≥0}。
- (B) 函數 f(x)=x2+π 是偶函數。
- (C) 若 x→a+limf(x)=x→a−limf(x)=L,則 x→alimf(x)=L。
- (D) 已知對於任意實數 x,f(x) 皆滿足 x→alimf(x)=a,則 f(x) 為連續函數。
- (E) 若函數 f(x) 在 [0,100] 為連續函數,且 f(0)=−2024、f(100)=2024,則存在 k∈(0,100) 使得 f(k)=2024。
卷面第 3 題(第 3~5 題) 試求下列各數列極限值:(若極限值不存在,則填入「不存在」)
3
(1) n→∞lim((64+n22)(n1+321))= ____。
4
(2) n→∞lim3n+2+5n2n+5n+1= ____。
5
(3) n→∞lim(n−1n2+1−n+1n2)= ____。
卷面第 4 題(第 6~8 題) 試求下列各函數的極限值:(若極限值不存在,則填入「不存在」)
6
(1) x→3lim(x−32+x2−5x+6−2)= ____。
7
(2) 已知 f(x)=⎩⎨⎧3x+1,5,x2+1,x<2x=2x>2,則 x→2limf(x)= ____。 8
(3) x→1lim∣x−1∣x−1= ____。
9
已知等比數列 ⟨an⟩ 的前 n 項的和為 Sn=211−(21)n,則 n→∞liman= ____。
10
已知 ⟨an⟩=⟨n⟩,且 Sn 為數列 ⟨an⟩ 前 n 項的和,則 n→∞limn2Sn= ____。
11
已知函數 f(x)=x1,g(x)=xsinx,且 x=0,則 x→0limg(f(x))= ____。
12
設 f(x)=⎩⎨⎧x2+2x−1,ax+b,5x+3,當 x≥2當 1≤x<2當 x<1,且 f(x) 為連續函數,求數對 (a,b)= ____。 13
設 f(x) 為三次多項式,若 x→1lim(x−1)(2x−4)(3x−9)f(x)=2 且 x→2lim(x−1)(2x−4)(3x−9)f(x)=3,則 x→3limf(x)= ____。
卷面第 10 題(第 14~15 題) 在實數線上,動點 A、動點 B 從原點 O(0) 開始,分別往正向、負向移動。兩個動點每一秒移動一次,已知第一秒 A、B 移動的距離分別為 1、4,且 A、B 每次移動的距離分別為其前一次移動距離的 21 倍與 31 倍,則
14
(1) 設第 n 秒時,A、B 兩點的位置分別為 an 與 bn,以 n 分別表示 an 與 bn。
15
(2) 設 cn 為第 n 秒時 A、B 中點的位置,求 n→∞limcn 的值。
卷面第 11-13 題為題組(第 16~18 題) 為了在 2050 年以前達到淨零排放的目標,國際間慢慢建立起了許多與「碳」相關的機制,包括:碳稅、碳費、碳交易等。這些機制幫助企業在減碳的過程中,有規則可循,同時也加速減碳落實。「碳稅、碳費、碳交易」這三個機制,都是以「賦予二氧化碳 (CO2) 價格-碳定價」作為前提,並將二氧化碳視為一種可以交易、移轉、課稅的商品。國際間,之所以針對二氧化碳制訂價格,是因為它在所有溫室氣體排放量中占比最高,使其成為各個國家和國際組織優先控制的重點標的。以下是關於碳費的相關敘述:碳費 (carbon fee) 相較其他國家選擇碳稅制度來達到減碳目的,臺灣則是通過《氣候變遷因應法》,採用碳費徵收機制,並納入溫室氣體管理基金的費用,供以執行溫室氣體減量及氣候變遷調適之用,是碳定價的方式之一。政府預計於 2024 年開徵,是目前唯一採用碳費制度的國家。我國碳費徵收由環境部規劃,碳費制度將依國家減量目標,分階段逐步推動,初期會針對年排放 2.5 萬噸二氧化碳當量以上之電力業、燃氣供應業及製造業開始徵收,合計超過 500 家廠商。根據環境部公告,碳費費率將於 2024 年上半年決定,並依同年碳盤查結果,於 2025 年正式開始繳交。若笑呵呵國也規劃徵收碳費,且自定義每年碳費收費方式與徵收函數如下:收費方式:排放 2.5 萬噸二氧化碳當量(含)以下,不徵收碳費,而排放量超過 2.5 萬噸,每 1 萬噸徵收 50 元,若超過的排放量不足 1 萬噸,則以 1 萬噸計費。收費函數:f(x)={a,0+50(−[b−x]),0<x≤2.5x>2.5 其中,x 為業者的排放二氧化碳當量(單位:萬噸),徵收費用(單位:元),而 [ ] 為高斯符號,試依函數回答下列問題:
17
若氣噗噗鋼鐵工廠預計在笑呵呵國設廠,且預估工廠每年排放二氧化碳當量為 17 萬噸,則氣噗噗鋼鐵工廠應被徵收多少碳費?
第 1 題(B)(D)
第 2 題(B)(C)(E)
第 3 題2
第 4 題5
第 5 題2
第 6 題2
第 7 題不存在
第 8 題不存在
第 9 題0
第 10 題21
第 11 題0
第 12 題(−1, 9)
第 13 題−24
第 14 題an=2(1−(21)n),bn=−6(1−(31)n)
第 15 題−2
第 16 題2.5
第 17 題750 元
第 18 題750
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01卷面第 1、2 題(多選):收斂與發散、函數與極限的基本敘述
第 1 題答案 (B)(D)。(A) 錯:取 an=(−1)n,則 an×an=1,數列 ⟨an×an⟩ 收斂到 1,但 ⟨an⟩ 在 −1 與 1 之間來回,發散。(B) 對:若 n→∞liman=α,由收斂數列的乘法性質,n→∞lim(an×an)=α×α=α2。(C) 錯:取 an=bn=1,左邊是 10 個 1 相加等於 10,右邊是 10×10=100。(D) 對:無窮等比級數收斂時,a1=0 或公比滿足 ∣r∣<1;兩種情形下 a1rn 都趨近 0,數列收斂。(E) 錯:取 bn=0、cn=1、an=0,條件都符合(0≤0≤1,兩個極限 0=1),但 ⟨an⟩ 收斂到 0。
(E) 與夾擠定理的差別:夾擠定理要兩邊的極限相等才能下結論;兩邊極限不相等時,中間的數列可能收斂、也可能發散,不能斷定。(D) 反過來不成立:例如 r=1、a1=0 時數列收斂,級數卻發散。
第 2 題答案 (B)(C)(E)。(A) 錯:根號內要 x≥0,分母還要 x−3=0,定義域是 {x∈R∣x≥0 且 x=3}。(B) 對:f(−x)=(−x)2+π=x2+π=f(x)。(C) 對:左極限與右極限都存在而且相等,極限就存在並等於這個共同的值。(D) 錯:連續的條件是每一點 a 都有 x→alimf(x)=f(a),敘述只說極限等於 a,沒有管函數值。例如 f(x)={x,1,x=0x=0,在每一點 a 都有 x→alimf(x)=a,但 f(0)=1=0,在 x=0 不連續。(E) 對:f 在 [0,100] 連續,2024≈44.99 介於 f(0)=−2024 與 f(100)=2024 之間,由中間值定理,存在 k∈(0,100) 使 f(k)=2024。 (D) 的題幹開頭寫「對於任意實數 x」,極限式裡的點卻是 a;這裡照「對每一個實數 a」來讀。即使如此,敘述仍然不正確,理由如上。若等號右邊是 f(a),也就是對每一個實數 a 都有 x→alimf(x)=f(a),那就正是連續的定義,敘述才會正確;卷面右邊印的是 a 不是 f(a),所以不選。
要否定一個敘述,舉一個符合前提但結論不成立的例子就夠了;要肯定,就要用性質或定理說明。
02卷面第 3 題(本頁第 3~5 題):數列的極限
第 3 題兩個括號各自收斂:64+n22→64,n1+321→321。收斂數列相乘,極限等於極限相乘:64×321=2。
第 4 題底數最大的是 5,分子分母同除以 5n:3n+2+5n2n+5n+1=9(53)n+1(52)n+5。因為 (52)n→0、(53)n→0,極限為 0+10+5=5。
5n+1=5×5n、3n+2=9×3n,先把指數上多出來的部分拆成係數再同除。
第 5 題兩個分式各自都愈來愈大,不能分開取極限,先通分:n−1n2+1−n+1n2=(n−1)(n+1)(n2+1)(n+1)−n2(n−1)。分子 =(n3+n2+n+1)−(n3−n2)=2n2+n+1,分母 =n2−1。分子分母同除以 n2 得 1−n212+n1+n21,極限為 2。
若只看最高次,會誤以為兩個分式都像 n、相減是 0;通分後 n3 項消掉,剩下的 n2 項才決定極限。
03卷面第 4 題(本頁第 6~8 題):函數的極限
第 6 題x2−5x+6=(x−2)(x−3),通分:x−32−(x−2)(x−3)2=(x−2)(x−3)2(x−2)−2=(x−2)(x−3)2(x−3)。x→3 時 x=3,約去 x−3 得 x−22,極限為 3−22=2。
第 7 題左極限用 x<2 那一段:x→2−lim(3x+1)=7。右極限用 x>2 那一段:x→2+lim(x2+1)=5。左右極限不相等,所以 x→2limf(x) 不存在。
f(2)=5 是函數值,與極限存不存在無關;極限只看 x 靠近 2 但不等於 2 時的情形。
第 8 題x>1 時 ∣x−1∣=x−1,函數值恆為 1,右極限是 1;x<1 時 ∣x−1∣=−(x−1),函數值恆為 −1,左極限是 −1。左右極限不相等,極限不存在。
遇到分段函數或絕對值,先分別求左極限與右極限,兩者相等極限才存在。
04卷面第 5、6、10 題(本頁第 9、10、14、15 題):前 n 項和與極限
第 9 題Sn=2(1−(21)n)=2−(21)n−1。a1=S1=1;n≥2 時 an=Sn−Sn−1=(21)n−2−(21)n−1=(21)n−1,n=1 時也符合。所以 an=(21)n−1,公比 21 的絕對值小於 1,n→∞liman=0。
題目問的是 an 的極限,不是 Sn 的極限;n→∞limSn=2 是這個無窮等比級數的和。
第 10 題an=n,所以 Sn=1+2+⋯+n=2n(n+1)。n2Sn=2n2n(n+1)=2nn+1=21+2n1,極限為 21。
第 14 題A 往正向走,每次移動的距離是首項 1、公比 21 的等比數列,第 n 秒時的位置是前 n 次距離的和:an=1+21+⋯+(21)n−1=1−211−(21)n=2(1−(21)n)。B 往負向走,距離是首項 4、公比 31 的等比數列,位置要加負號:bn=−1−314(1−(31)n)=−6(1−(31)n)。
檢查:a1=1、a2=1.5;b1=−4、b2=−4−34=−316,與公式相符。
第 15 題中點的位置 cn=2an+bn。n→∞ 時 (21)n→0、(31)n→0,所以 an→2、bn→−6,n→∞limcn=22+(−6)=−2。
等比數列前 n 項的和用公式收成一個式子後,公比的 n 次方趨近 0,剩下的就是極限。
05卷面第 7、8、9 題(本頁第 11~13 題):夾擠定理、連續、由極限反推多項式
第 11 題g(f(x))=g(x1)=x1sinx1=xsinx1。因為 −1≤sinx1≤1,所以 −∣x∣≤xsinx1≤∣x∣。x→0 時 −∣x∣→0、∣x∣→0,由夾擠定理,x→0limg(f(x))=0。
sinx1 在 x→0 時沒有極限,不能把式子拆成兩個極限相乘,要用夾擠定理。
第 12 題三段各自都是多項式,只要在接點 x=1 與 x=2 連續。在 x=2:左極限 2a+b 要等於 f(2)=22+2×2−1=7,得 2a+b=7。在 x=1:左極限 5×1+3=8 要等於 f(1)=a+b,得 a+b=8。兩式相減得 a=−1,代回得 b=9。所以 (a,b)=(−1,9)。
檢查:中間那段是 −x+9,x=1 時為 8、x=2 時為 7,兩個接點都接得上。
第 13 題分母 (x−1)(2x−4)(3x−9)=6(x−1)(x−2)(x−3)。x→1 時分母趨近 0 而極限存在,所以 f(1)=0;同理 f(2)=0。f(x) 是三次多項式,可設 f(x)=(x−1)(x−2)(px+q)。約分後 6(x−1)(x−2)(x−3)f(x)=6(x−3)px+q。x→1:6×(−2)p+q=2,得 p+q=−24。x→2:6×(−1)2p+q=3,得 2p+q=−18。解得 p=6、q=−30,f(x)=6(x−1)(x−2)(x−5)。多項式函數的極限直接代入:x→3limf(x)=f(3)=6×2×1×(−2)=−24。
分母的三個因式是 2x−4=2(x−2)、3x−9=3(x−3),提出係數 6 之後再約分,係數不要漏掉。
分母趨近 0 而極限存在,分子也必須趨近 0;這個條件先用來找出多項式的因式,再用極限值求剩下的係數。
06卷面第 11~13 題題組(本頁第 16~18 題):用高斯符號寫碳費函數
第 16 題排放 2.5 萬噸(含)以下不收費,所以 a=0。超過 2.5 萬噸時,超過的量是 x−2.5 萬噸,不足 1 萬噸以 1 萬噸計,也就是把 x−2.5 無條件進位到整數,再乘以 50。對任意實數 t,−[−t] 正好是把 t 無條件進位的結果(例如 t=14.5 時 [−14.5]=−15,−[−14.5]=15;t=3 時 −[−3]=3)。所以 −[b−x] 要等於 −[−(x−2.5)]=−[2.5−x]。這個等式要對所有 x>2.5 都成立,兩邊跳一級的位置必須完全相同,所以 b=2.5。因此 a+b=0+2.5=2.5。
高斯符號 [t] 是不超過 t 的最大整數,對負數是往更小的方向取:[−14.5]=−15,不是 −14。第二段開頭的「0+」照卷面原樣,加 0 不影響函數值。
第 17 題x=17>2.5,用第二段:f(17)=50×(−[2.5−17])=50×(−[−14.5])=50×15=750(元)。用收費方式檢查:超過 17−2.5=14.5 萬噸,不足 1 萬噸的部分以 1 萬噸計,共 15 萬噸,15×50=750 元。
第 18 題x 靠近 17 時(例如 16.5<x<17.5),2.5−x 介於 −15 與 −14 之間,不是整數,所以 [2.5−x]=−15,f(x)=50×15=750。17 的左右兩邊附近函數值都是 750,所以 x→17limf(x)=750。
這個函數只在 x−2.5 為整數的地方(x=2.5, 3.5, 4.5, …, 16.5, 17.5, …)才會跳一級;x=17 不在跳動的位置,極限存在而且等於 f(17)。
「不足一單位以一單位計」就是無條件進位,可以用高斯符號寫成負號套兩次;階梯狀的函數只在跳動的點左右極限不相等。
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
小港高中 113 上 高三第一次段考數學的答案在哪裡?
本頁列出全部 18 題的答案;答案由御藍教育逐題重新計算。
小港高中 113 上 高三第一次段考數學哪幾題最容易錯?
卷面第 1 題的選項 E:兩邊的極限不相等時夾擠定理用不上,中間的數列仍可能收斂;第 2 題的選項 D 敘述寫的是極限等於 a 而不是等於函數值,不能推出連續;第 3 題第 (3) 小題兩個分式要先通分,不能各自取極限;第 9 題要先由兩個極限看出多項式有兩個一次因式,分母提出的係數 6 也容易漏掉;第 11 題要看懂負號套兩次的高斯符號是無條件進位。詳解逐題寫在本頁。
我們學校的段考卷也可以做詳解嗎?
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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。
題目取自小港高中 113 學年度上學期 高三第一次段考 數學乙,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。