01 · 試題 原卷 12 題,照原卷順序 多選題 2 題(14 分)、填充題 9 題共 13 格(78 分,依答對格數給分)、計算題 1 題(8 分)
一、多選題(共 14 分,每題 7 分,每答錯一個選項扣 3 分)
1
下列選項何者正確? (A) 30 弳的最小正同界角為 30 − 8 π 弳(B) sin π 2 < cos π 2 (C) cos 2 < cos 4 (D) sin 4 > − 2 1 (E) 2 1 + cos 11 8 ∘ > 3 sin 1 4 ∘ − 4 sin 3 1 4 ∘ 2
下列選項何者正確? (A) y = sin x cos x 對稱於原點(B) y = 1 − 2 sin 2 x 對稱於 x = 2 π (C) y = sin x + cos x 最大值為 2 (D) tan 2 1 ∘ tan 11 4 ∘ − tan 2 1 ∘ − tan 11 4 ∘ = − 1 (E) y = 2 cos x + 2 sin ( x + 6 π ) 對稱於 x = 6 − 5 π 二、填充題(共 78 分)|答對格數與得分:1 格 10 分、2 格 19 分、3 格 27 分、4 格 34 分、5 格 41 分、6 格 48 分、7 格 54 分、8 格 59 分、9 格 64 分、10 格 68 分、11 格 72 分、12 格 75 分、13 格 78 分。
3
左圖是歐洲常見的哥德式尖拱建築,其圓弧構造可用數學作圖來描述:如右圖,在水平線段 O 1 O 2 上,分別以 O 1 、O 2 為圓心,相同的半徑 r 畫弧 B C ⌢ 與 A C ⌢ ,兩弧交於 C 點且分別交 O 1 O 2 於 B 與 A 兩點。在右圖中,已知半徑 r = 6 且 A B = 6 ( 2 − 3 ) ,求: (1) 圓弧 B C ⌢ 的長度為 ____ (2) 右圖鋪色區域的面積為 ____ 4
設 π < α < 2 π 、π < β < 2 π ,若 cos α + 2 sin α = 0 、cos β = 5 4 ,則: (1) tan ( α − β ) = ____ (2) 點 ( cos 3 α , tan β ) 是位在第 ____ 象限
5
已知 f ( x ) = 8 cos x − 15 sin x 且當 x = θ 時,f ( x ) 有最小值 m ,試求 ( m , sin θ ) = ____
6
已知函數 y = a sin ( b x + c ) + d 的圖形最大值為 3 及最小值為 − 5 ,週期為 3 π ,對稱軸為 x = 4 11 π ,其中 a > 0 、b > 0 、− 2 π ≤ c ≤ 0 ,則 ( a , b , c , d ) = ____
7
如圖,一長方體磚塊斜靠在牆壁上,且 A B = 12 、B C = 5 、∠ O A B = x 弳 ( 0 < x < 2 π ) ,試求: (1) 若 C 點到地面的距離為 a sin x + b cos x ,則 ( a , b ) = ____ (2) 已知 C 點到地面的距離為 2 13 3 ,試求 sin x = ____ 8
在 − 2 π ≤ x ≤ 2 π 的範圍內,兩函數 y = tan ( x + π ) 與 y = 3 sin 2 x 的圖形共有 ____ 個交點
9
已知一恆星 O ,有一行星 A 繞著 O 作圓周運動,兩者距離差 14 天文單位。某日,一顆系外天體 B 被恆星 O 所吸引,接近至行星 A 的圓周軌道時與 A 相碰而彈開,最後一同在同一軌道上繞著恆星 O 作圓周運動。此時一批科學家想探測扇形 A O B 的圓心角,就往其劣弧 發射一顆人造衛星 P ,使 P 也在該軌道上運行,並經探測得以下數據:P 到 O A 的距離為 11 天文單位,P 到 O B 的距離為 13 天文單位,試問: (1) cos ( ∠ A O P ) = ____ (2) 承上題,扇形 A O B 的圓心角為 α ,則 cos α = ____ 10
在 − 2 π ≤ x ≤ 0 的範圍內,3 sin x − cos x = − 2 在範圍內的解為 ____ 11
試求不等式 cos x ≤ − 2 1 在 0 ≤ x ≤ 3 π 範圍內的解為 ____
三、計算題(共 8 分)
12
在 4 π ≤ x ≤ 3 2 π 的範圍內,函數 f ( x ) = sin 2 x + 2 1 cos x − 1 ,試求函數的最大值及最小值?
第 1 題 (A)
第 2 題 (A)(B)(E)
第 4 題 (1) 11 2 ;(2) 四
第 5 題 ( − 17 , 17 15 )
第 6 題 ( 4 , 3 2 , − 3 π , − 1 )
第 7 題 (1) ( 12 , 5 ) ;(2) 26 12 3 − 5 第 8 題 8
第 10 題 x = − 12 π 或 − 12 7 π
第 11 題 3 2 π ≤ x ≤ 3 4 π 或 3 8 π ≤ x ≤ 3 π
第 12 題 最大值 16 1 ,最小值 − 2 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 多選 1~2:弧度角比大小、圖形的對稱與疊合第 1 題 答案 (A) 。(A) 對:8 π ≈ 25.13 、10 π ≈ 31.42 ,所以 30 − 8 π ≈ 4.87 落在 0 與 2 π 之間,是最小正同界角。(B) 錯:π 2 ≈ 9.87 ,而 3 π ≈ 9.42 、3 π + 4 π ≈ 10.21 ,所以 π 2 在第三象限,且超過 3 π 的部分不到 4 π ;此時正弦、餘弦都是負的,而 ∣ cos π 2 ∣ > ∣ sin π 2 ∣ ,所以 sin π 2 > cos π 2 。(C) 錯:cos 4 = cos ( 2 π − 4 ) ,2 π − 4 ≈ 2.28 ;2 與 2.28 都在 0 到 π 之間,餘弦在這一段遞減,所以 cos 2 > cos 2.28 = cos 4 。(D) 錯:4 5 π ≈ 3.93 < 4 < 2 3 π ≈ 4.71 ,正弦在 π 到 2 3 π 遞減,所以 sin 4 < sin 4 5 π = − 2 1 。(E) 錯:左邊用 1 + cos 11 8 ∘ = 2 cos 2 5 9 ∘ ,得 cos 5 9 ∘ = sin 3 1 ∘ ;右邊 3 sin 1 4 ∘ − 4 sin 3 1 4 ∘ = sin 4 2 ∘ ;sin 3 1 ∘ < sin 4 2 ∘ 。 (E) 右邊的式子可由 sin ( 2 θ + θ ) = sin 2 θ cos θ + cos 2 θ sin θ = 2 sin θ ( 1 − sin 2 θ ) + ( 1 − 2 sin 2 θ ) sin θ = 3 sin θ − 4 sin 3 θ 得到,取 θ = 1 4 ∘ 。
第 2 題 答案 (A)(B)(E) 。(A) 對:y = sin x cos x = 2 1 sin 2 x ,把 x 換成 − x 時 y 變號,圖形對稱於原點。(B) 對:y = 1 − 2 sin 2 x = cos 2 x ,在 x = 2 π 時 y = cos π = − 1 是最小值,餘弦型圖形對稱於通過最低點的鉛直線。(C) 錯:sin x + cos x = 2 sin ( x + 4 π ) ,最大值是 2 。(D) 錯:2 1 ∘ + 11 4 ∘ = 13 5 ∘ ,tan 13 5 ∘ = 1 − tan 2 1 ∘ tan 11 4 ∘ tan 2 1 ∘ + tan 11 4 ∘ = − 1 ,去分母得 tan 2 1 ∘ + tan 11 4 ∘ = − 1 + tan 2 1 ∘ tan 11 4 ∘ ,所以 tan 2 1 ∘ tan 11 4 ∘ − tan 2 1 ∘ − tan 11 4 ∘ = 1 。(E) 對:2 sin ( x + 6 π ) = 3 sin x + cos x ,所以 y = 3 sin x + 3 cos x = 2 3 sin ( x + 3 π ) ;x = − 6 5 π 時 x + 3 π = − 2 π ,y = − 2 3 是最小值,所以 x = − 6 5 π 是對稱軸。 沒有度的記號就是弧度;先用 π 的倍數夾出象限,再用同一段上的遞增遞減比大小。正弦型圖形的對稱軸通過最高點或最低點。
02 填充 3:尖拱的弧長與面積第 3 題 B 在以 O 1 為圓心的弧上,O 1 B = 6 ;A 在以 O 2 為圓心的弧上,O 2 A = 6 。這兩段在 A B 重疊,所以 O 1 O 2 = 6 + 6 − 6 ( 2 − 3 ) = 6 3 。三角形 O 1 C O 2 中 O 1 C = O 2 C = 6 ,取 O 1 O 2 的中點 M ,則 O 1 M = 3 3 、cos ∠ C O 1 M = 6 3 3 = 2 3 ,所以 ∠ C O 1 O 2 = 6 π ,同理 ∠ C O 2 O 1 = 6 π ,高 C M = 3 。(1) 弧 B C 的圓心角是 6 π ,弧長 = 6 ⋅ 6 π = π 。(2) 扇形 O 1 B C 與扇形 O 2 A C 合起來正好蓋住三角形 O 1 C O 2 ,重疊的部分就是鋪色區域,所以鋪色面積 = 兩扇形面積和 − 三角形面積 = 2 ⋅ 2 1 ⋅ 6 2 ⋅ 6 π − 2 1 ⋅ 6 3 ⋅ 3 = 6 π − 9 3 。原卷左側是一張尖拱建築的照片,本頁只畫右側的作圖,並依題目數據照比例畫。
弧長是半徑乘圓心角(弧度),扇形面積是二分之一半徑平方乘圓心角;兩個扇形重疊的部分用「相加再扣掉合起來的圖形」來算。
03 填充 4、9 與計算 12:和差角、倍角與二次式求極值第 4 題 由 cos α = − 2 sin α 得 tan α = − 2 1 ;π < α < 2 π 且正切為負,α 在第四象限,cos α = 5 2 、sin α = − 5 1 。cos β = 5 4 > 0 且 π < β < 2 π ,β 也在第四象限,sin β = − 5 3 、tan β = − 4 3 。(1) tan ( α − β ) = 1 + tan α tan β tan α − tan β = 1 + 8 3 − 2 1 + 4 3 = 8 11 4 1 = 11 2 。(2) cos 2 α = 2 cos 2 α − 1 = 5 3 、sin 2 α = 2 sin α cos α = − 5 4 ,所以 cos 3 α = cos 2 α cos α − sin 2 α sin α = 5 3 ⋅ 5 2 − 5 4 ⋅ 5 1 = 5 5 2 > 0 ;又 tan β < 0 ,點在第四象限。 只要判斷象限,cos 3 α 算到能看出正負即可;把 3 α 拆成 2 α + α 用和角公式就夠了。
第 9 題 軌道半徑是 14 ,O P = 14 。P 到 O A 的距離 = O P sin ∠ A O P ,所以 sin ∠ A O P = 14 11 ;同理 sin ∠ B O P = 14 13 。由圖,兩個角都是銳角:(1) cos ∠ A O P = 14 1 4 2 − 1 1 2 = 14 75 = 14 5 3 。(2) cos ∠ B O P = 14 1 4 2 − 1 3 2 = 14 3 3 。P 在劣弧上,α = ∠ A O P + ∠ B O P ,cos α = 14 5 3 ⋅ 14 3 3 − 14 11 ⋅ 14 13 = 196 45 − 143 = − 2 1 。 題幹照流傳版本的字樣:「兩者距離差 14 天文單位」指 O 與 A 相距 14 。本題依附圖取兩角皆為銳角(此時 α = 3 2 π )。只看文字的話,∠ A O P 為銳角、∠ B O P 為鈍角時兩角和約 163. 6 ∘ ,P 仍在劣弧上,會得到 cos α = − 49 47 ;附圖中 ∠ B O P 明顯是銳角,所以取 − 2 1 ,與流傳版本的參考答案相同。
第 12 題 用 sin 2 x = 1 − cos 2 x :f ( x ) = − cos 2 x + 2 1 cos x 。令 t = cos x ,f = − t 2 + 2 1 t = − ( t − 4 1 ) 2 + 16 1 。餘弦在 0 到 π 遞減,4 π ≤ x ≤ 3 2 π 時 − 2 1 ≤ t ≤ 2 2 。頂點 t = 4 1 在這個範圍內,最大值是 16 1 。圖形開口向下,最小值在離頂點較遠的端點:t = − 2 1 離頂點 4 3 ,t = 2 2 離頂點約 0.46 ,所以最小值在 t = − 2 1 (即 x = 3 2 π ),f = − 4 1 − 4 1 = − 2 1 。 另一個端點
t = 2 2 的值是
− 2 1 + 4 2 ≈ − 0.146 ,比
− 2 1 大。計算題要寫出
t 的範圍再下結論。
先由角的範圍定出各三角函數值的正負,再代公式;換成 t 之後一定先寫 t 的範圍。
04 填充 5、7、10:正餘弦的疊合第 5 題 8 2 + 1 5 2 = 17 ,f ( x ) = 17 ( 17 8 cos x − 17 15 sin x ) = 17 cos ( x + φ ) ,其中 cos φ = 17 8 、sin φ = 17 15 。最小值 m = − 17 ,發生在 cos ( θ + φ ) = − 1 ,即 θ + φ = π + 2 k π (k 為整數)。所以 sin θ = sin ( π − φ ) = sin φ = 17 15 。檢查:此時 cos θ = cos ( π − φ ) = − 17 8 ,代回 8 ⋅ ( − 17 8 ) − 15 ⋅ 17 15 = − 17 289 = − 17 。
第 7 題 (1) B 到地面的距離是 A B sin x = 12 sin x 。直角三角形 O A B 中 ∠ A B O = 2 π − x ,而 ∠ A B C = 2 π ,所以 B C 與牆面向上方向的夾角是 π − 2 π − ( 2 π − x ) = x ,C 比 B 高 B C cos x = 5 cos x 。C 到地面的距離 = 12 sin x + 5 cos x ,( a , b ) = ( 12 , 5 ) 。(2) 12 sin x + 5 cos x = 13 sin ( x + φ ) ,其中 cos φ = 13 12 、sin φ = 13 5 。由 13 sin ( x + φ ) = 2 13 3 得 sin ( x + φ ) = 2 3 。因為 sin φ = 13 5 < 2 1 ,φ < 6 π ;0 < x < 2 π 時 φ < x + φ < 2 π + φ < 3 2 π ,這個範圍內只有 x + φ = 3 π 。所以 sin x = sin ( 3 π − φ ) = 2 3 ⋅ 13 12 − 2 1 ⋅ 13 5 = 26 12 3 − 5 。 x + φ = 3 2 π 會讓 x 超過 2 π ,不合題目的範圍,要寫出範圍把它排除。
第 10 題 3 sin x − cos x = 2 ( 2 3 sin x − 2 1 cos x ) = 2 sin ( x − 6 π ) ,所以 sin ( x − 6 π ) = − 2 2 。− 2 π ≤ x ≤ 0 時 − 6 13 π ≤ x − 6 π ≤ − 6 π ,這個範圍內正弦值為 − 2 2 的角是 − 4 π 與 − 4 3 π (下一個是 − 4 9 π ,已小於 − 6 13 π )。所以 x = − 12 π 或 − 12 7 π 。代回檢查:
x = − 12 π 時
2 sin ( − 4 π ) = − 2 ;
x = − 12 7 π 時
2 sin ( − 4 3 π ) = − 2 。
疊合之後,先寫出新角的範圍,再在範圍內找角。
05 填充 6、8、11:三角函數的圖形第 6 題 a > 0 時最大值 a + d = 3 、最小值 − a + d = − 5 ,得 a = 4 、d = − 1 。週期 b 2 π = 3 π ,b = 3 2 。對稱軸通過最高點或最低點,所以 x = 4 11 π 時 sin ( 3 2 ⋅ 4 11 π + c ) = ± 1 ,即 6 11 π + c = 2 π + k π (k 為整數),c = − 3 4 π + k π 。配合 − 2 π ≤ c ≤ 0 ,取 k = 1 得 c = − 3 π 。所以 ( a , b , c , d ) = ( 4 , 3 2 , − 3 π , − 1 ) 。
檢查:x = 4 11 π 時 3 2 x − 3 π = 2 3 π ,y = − 4 − 1 = − 5 ,是最低點。
第 8 題 正切的週期是 π ,tan ( x + π ) = tan x 。交點滿足 tan x = 3 sin 2 x ,即 cos x sin x = 6 sin x cos x (cos x = 0 )。移項得 sin x ( 1 − 6 cos 2 x ) = 0 ,所以 sin x = 0 或 cos x = ± 6 1 。在 − 2 π ≤ x ≤ 2 π 內:sin x = 0 有 x = 0 , π , 2 π 共 3 個;cos x = 6 1 在 − 2 π 到 0 、0 到 2 π 、2 3 π 到 2 π 各有 1 個,共 3 個;cos x = − 6 1 在 2 π 到 π 、π 到 2 3 π 各有 1 個,共 2 個。合計 3 + 3 + 2 = 8 個交點。 也可以畫圖數:y = tan x 在這個範圍內有兩支完整的圖形與最右邊半支,y = 3 sin 2 x 的週期是 π 、振幅是 3 ;每支完整的正切圖形與它交 3 點,最右邊半支交 2 點(含 x = 2 π )。端點 x = − 2 π 處正切沒有定義,不算。
第 11 題 在 0 ≤ x ≤ 2 π 內,cos x = − 2 1 的角是 3 2 π 與 3 4 π ,由圖形知兩者之間餘弦值不超過 − 2 1 ,所以這一段的解是 3 2 π ≤ x ≤ 3 4 π 。往右一個週期是 3 8 π ≤ x ≤ 3 10 π ,題目只到 3 π ,而 3 8 π < 3 π < 3 10 π ,所以這一段取 3 8 π ≤ x ≤ 3 π 。解為 3 2 π ≤ x ≤ 3 4 π 或 3 8 π ≤ x ≤ 3 π 。
由圖形條件求係數時,振幅與上下平移看最大最小值,b 看週期,c 用對稱軸通過最高或最低點來定。
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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上傳考卷 常見問題 新店高中 114 上 高二第一次段考數學的答案在哪裡? 本頁列出全部 12 題的答案;答案由御藍教育逐題重新計算。
新店高中 114 上 高二第一次段考數學哪幾題最容易錯? 第 1 題的角沒有度的記號,要先用圓周率的倍數夾出象限再比大小;第 7 題第二小題疊合後要用角的範圍排除多出來的那個角;第 8 題數交點時三個正弦為零的點與兩端點都要逐一確認;第 9 題要由圖確認兩個角都是銳角再用和角公式。詳解逐題寫在本頁。
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題目取自新店高中 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。