01 · 試題原卷 23 題,照原卷順序
是非題 6 題(12 分)、多選題 3 題(18 分)、填充題 14 格(70 分)。原卷各大題題號各自從 1 起算,本頁依序連號:第 1~6 題是非、第 7~9 題多選、第 10~23 題填充
一、是非題(一題 2 分,共 12 分,正確請畫 ○,錯誤請畫 ×)
2
正弦函數 y=sinx 的圖形對稱於點 (π,0)。
3
將 y=sin2x 的圖形向右平移 4π 單位,再以 y 軸為基準線,水平伸縮為原本的 21 倍,可得圖形為 y=sin(4x−2π)。
4
設 0≤x≤114π,則函數 y=tanx 和直線 y=x 的圖形共有 114 個交點。
二、多選題(一題 6 分,共 18 分,錯一個選項得 4 分,錯兩個選項得 2 分,其餘情況得 0 分)
7
設一扇形圓心角為 θ,半徑為 r,周長為 P,面積為 A,則下列選項哪些正確?- (A) 若 P=20 且 θ=2,則 r=10
- (B) 若 P=20 且 θ=3,則 A=24
- (C) 若 P=20,則 A 的最大值為 25
- (D) 若 A=50,則當 P 有最小值,此時 θ=2
- (E) 若 A=50,則 P 的最小值為 102
8
已知 23π<θ<2π 且 sinθ=−53,則下列選項哪些正確?- (A) cosθ=54
- (B) cos(θ+4π)=102
- (C) sin2θ=25−24
- (D) tan2θ=−3
- (E) cos25θ=250310
9
考慮函數 f(x)=∣sinx∣ 的圖形中,其中 x 為任意實數,則下列選項哪些正確?- (A) f(x) 的週期為 2π
- (B) 直線 x=2025π 是 f(x) 之圖形的對稱軸
- (C) f(x) 的最大值 1
- (D) f(4)>f(5)
- (E) 兩函數 f(x)=∣sinx∣ 和 g(x)=1001x2 的圖形共有 11 個交點
三、填充題(一格 5 分,共 70 分)
10
化簡 1−sin34πcos311π+1+tan(6−π)2= ____。
11
函數 f(x)=2sin(x−4π)−62cosx−2 的最大值為 ____。 12
已知 α 為第二象限角,β 為第三象限角,且 sinα=53,tanβ=125,則 sin(α+β)= ____。
13
如圖為半徑 2 的圓,圓心為 O,若弦 AB 垂直 OC 於 D,則 AB+OD 的最大值為 ____。 14
函數 f(x)=πsin(kx) 的圖形中,其中 k>0。若取兩個相鄰的最高點及一個最低點形成正三角形,則 k= ____。
15
設 a、b 為正實數且 c、d 為實數,其中 0<c<π,若 y=asin(bx+c)+d 的週期為 52π,當 x=−20π 時,y 有最大值 3;當 x=203π 時,y 有最小值 −1,求數對 (a,b,c,d)= ____。
16
求不等式 cos(x+π)≥cosx+cosπ 在 0≤x≤2π 範圍內的解為 ____。
17
若 sin(−θ)cos(2π−θ)+cosθsin(π+θ)=32,且 sinθ<0,則 sin3θ−cos3θ= ____。
18
若 ab>0,且函數 f(x)=(acosx+bsinx)cosx 有最大值 4 及最小值 −1,則 a+b= ____。
19
如右圖,O 為原點,P(2,3),OP 與 x 軸正向夾角為 α,則過 P 點且與 x 軸正向夾角為 2α 的直線方程式為 ____。(將答案表示成 ax+by+c=0 的形式) 20
在 0≤x≤2π 的範圍內,求 sinx+cosx=31 的所有實數解之和為 ____。
21
如右圖,A1、A2、…、A8 八個點將圓的圓周八等分,並連接 A1A6 及 A2A5,已知鋪色區域的周長為 2+2+4π,則鋪色區域的面積為 ____。 22
設 f(x)=211−cos2x,g(x)=211+cos2x,且 h(x)=f(x)+g(x),對於任何實數 x,若 h(x) 的最大值為 M,最小值為 m,則數對 (M,m)= ____。 23
如右圖,已知 ∠ABC=∠ACD=∠BAD=2π,tan∠CAD<1,且 AB=1、AD=3,則四邊形 ABCD 的面積為 ____。 是非題:1=正確、2=錯誤(照原卷作答規定)
第 7 題(B)(C)(D)
第 8 題(A)(C)(E)
第 9 題(B)(C)(E)
第 10 題5
第 11 題8
第 12 題−6516
第 15 題(2, 5, 43π, 1)
第 16 題3π≤x≤35π
第 18 題7
第 19 題12x+5y−39=0
第 20 題25π
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01是非題 1~6:弧度換算與三角函數的圖形
第 1 題2畫 ×。1 弧度 =π180 度,所以 π3 弧度 =π3×π180=π2540 度,大約 54.7 度,不是 601 度。
反過來才對:π3 度 =π3×180π=601 弧度。
第 2 題1畫 ○。取 (π,0) 兩側等距的兩點 x=π+t、x=π−t:sin(π+t)=−sint,sin(π−t)=sint,兩個函數值互為相反數,所以圖形對稱於點 (π,0)。事實上 y=sinx 與 x 軸的每個交點 (kπ,0) 都是對稱中心。
第 3 題1畫 ○。向右平移 4π:把 x 換成 x−4π,得 y=sin2(x−4π)=sin(2x−2π)。再水平伸縮為 21 倍:把 x 換成 2x,得 y=sin(4x−2π)。
伸縮只把 x 換成 2x,後面的 −2π 不跟著乘 2。
第 4 題1畫 ○。0≤x<2π 這一段:x=0 是交點;0<x<2π 時 tanx>x,沒有其他交點。之後 y=tanx 在每個區間 (kπ−2π,kπ+2π) 各有一支由下往上的圖形,與直線 y=x 各交一點;因為 x>0 時直線在 x 軸上方,交點落在 tanx>0 的右半支,也就是 kπ<x<kπ+2π。k=1,2,…,113 的交點都在 114π 以內,共 113 個;k=114 那一支的交點在 114π 右邊,不算。合計 1+113=114 個。
兩個容易數錯的地方:原點算一個;最後一支在 x≤114π 的部分 tanx≤0,碰不到直線。
第 5 題2畫 ×。π2=3π+π(π−3),而 π(π−3)≈3.14×0.14≈0.44,介於 0 與 6π≈0.52 之間,所以 sinπ2=−sin(π(π−3))>−sin6π=−21。另一方面 65π≈2.62<3<π,餘弦在這一段遞減,cos3<cos65π=−23。於是 cos3<−23<−21<sinπ2,原式不成立。 估值:sinπ2≈−0.43,cos3≈−0.99。
第 6 題2畫 ×。餘弦是偶函數,cos∣2x∣=cos2x,週期是 22π=π,不是 2π。
絕對值在裡面(cos∣2x∣)圖形不變;絕對值在外面(∣cos2x∣)週期才會減半成 2π。
圖形題先寫出代數關係再判斷:對稱中心看 f(a+t)=−f(a−t),平移伸縮只對 x 本身代換,數交點要把頭尾兩段單獨檢查。
02多選題 7~9:扇形、倍角半角、y=|sin x| 的圖形
第 7 題答案 (B)(C)(D)。扇形弧長 rθ,所以 P=2r+rθ,A=21r2θ。(A) 錯:r(2+2)=20,r=5。(B) 對:r(2+3)=20,r=4,A=21⋅16⋅3=24。(C) 對:rθ=20−2r,A=21r(20−2r)=−(r−5)2+25,r=5(此時 θ=2)時最大值 25。(D) 對、(E) 錯:A=50 得 rθ=r100,P=2r+r100≥22r⋅r100=202,等號在 2r=r100,即 r2=50 時成立,此時 θ=r2100=2。最小值是 202,不是 102。 周長固定求面積最大、面積固定求周長最小,等號都發生在 θ=2(弧長等於兩條半徑的和)。
第 8 題答案 (A)(C)(E)。θ 在第四象限,cosθ=1−259=54,(A) 對。(B) 錯:cos(θ+4π)=22(cosθ−sinθ)=22⋅57=1072。(C) 對:sin2θ=2⋅(−53)⋅54=−2524。(D) 錯:43π<2θ<π 在第二象限,cos2θ=−21+cosθ=−103,sin2θ=21−cosθ=101,所以 tan2θ=−31。(E) 對:cos2θ=1−2sin2θ=257,cos25θ=cos(2θ+2θ)=257⋅(−103)−(−2524)⋅101=25103=250310。 半角公式的正負號由 2θ 所在象限決定,要先把 θ 的範圍除以 2。
第 9 題答案 (B)(C)(E)。(A) 錯:∣sin(x+π)∣=∣−sinx∣=∣sinx∣,週期是 π;而 f(0)=0、f(2π)=1,2π 不是週期。(B) 對:f(2025π+t)=∣sint∣=f(2025π−t)。(C) 對:0≤∣sinx∣≤1,x=2π 時取到 1。(D) 錯:f(4)=sin(4−π),f(5)=sin(2π−5),而 4−π≈0.86、2π−5≈1.28 都在 0 到 2π 之間,正弦在這一段遞增,所以 f(4)<f(5)。(E) 對:兩個圖形都對稱於 y 軸,且 x=0 是交點,只要數 x>0 的部分。交點要滿足 100x2≤1,即 x≤10,而 3π≈9.42<10。在 0<x≤π:拋物線從原點緩慢上升,只在右半段與圖形交 1 點。在 π<x≤2π 與 2π<x≤3π:頂點處 g(23π)≈0.22、g(25π)≈0.62 都小於 1,兩段各交 2 點。在 3π<x≤10:g(x)>0.88,但 f(x)≤sin(10−3π)≈0.54,沒有交點。所以 x>0 有 5 個,x<0 也有 5 個,加上原點共 11 個。
流傳的兩份版本中,一份選項 (E) 印作 g(x)=1001x,另一份印作 g(x)=1001x2。照前者,交點有 64 個,(E) 不成立;照後者,交點恰為 11 個,與參考答案相符,本頁採後者。
03填充 10~14:函數值化簡、疊合求極值、和角公式
第 10 題cos311π=cos(4π−3π)=21,sin34π=−23,tan(−6π)=−31。第一項 =1+2321=2+31=2−3;第二項 =1−312=3−123=3(3+1)=3+3。相加得 5。 第 11 題2sin(x−4π)=2(22sinx−22cosx)=2sinx−2cosx,所以 f(x)=2sinx−72cosx−2。疊合後振幅為 (2)2+(72)2=100=10,最大值 10−2=8。 兩項的角不同(x−4π 與 x),要先用差角公式展開成同一個角才能疊合。
第 12 題α 在第二象限:cosα=−54。β 在第三象限且 tanβ=125:sinβ=−135,cosβ=−1312。sin(α+β)=sinαcosβ+cosαsinβ=53⋅(−1312)+(−54)⋅(−135)=65−36+20=−6516。
第 13 題設 ∠AOC=θ(0<θ<2π)。直角三角形 AOD 中 OA=2,所以 AD=2sinθ,OD=2cosθ;過圓心且垂直弦的線段平分弦,AB=22sinθ。AB+OD=2(2sinθ+cosθ)=2⋅5sin(θ+φ),其中 φ 為銳角且 tanφ=21。取 θ=2π−φ(在範圍內)時最大,最大值 10。 此時 tanθ=2,即 AD=2OD。
第 14 題最高點的 y 坐標是 π,最低點是 −π。相鄰兩個最高點相距一個週期 k2π,這是正三角形的邊長;兩個最高點之間的最低點恰在中間,它到這條邊的距離 2π 是正三角形的高。所以 23⋅k2π=2π,k=23。 04填充 15~19:決定係數、不等式、降次疊合、倍角與斜率
第 15 題週期 b2π=52π,b=5。a>0,最大值 a+d=3、最小值 −a+d=−1,得 a=2,d=1。x=−20π 時取最大值:5⋅(−20π)+c=2π+2nπ,c=43π+2nπ;由 0<c<π 得 c=43π。檢查:x=203π 時 5x+c=23π,確實取最小值。答案 (2,5,43π,1)。
第 16 題cos(x+π)=−cosx,cosπ=−1,不等式化為 −cosx≥cosx−1,即 cosx≤21。在 0≤x≤2π 內,cosx=21 的解是 x=3π、35π,兩者之間餘弦值較小,所以解為 3π≤x≤35π。
cos(x+π) 不能拆成 cosx+cosπ,這題正是在比較這兩個式子。
第 17 題sin(−θ)=−sinθ,cos(2π−θ)=cosθ,sin(π+θ)=−sinθ,左式 =−2sinθcosθ=32,得 sinθcosθ=−31。sinθ<0,所以 cosθ>0,sinθ−cosθ<0。(sinθ−cosθ)2=1−2sinθcosθ=35,sinθ−cosθ=−315。由立方差公式,sin3θ−cos3θ=(sinθ−cosθ)(1+sinθcosθ)=−315⋅32=−9215。 第 18 題f(x)=acos2x+bsinxcosx=2a+21(acos2x+bsin2x)。疊合後最大值 2a+21a2+b2=4,最小值 2a−21a2+b2=−1。兩式相加得 a=3,相減得 a2+b2=5,b=±4。由 ab>0 取 b=4,a+b=7。 先用倍角公式把 cos2x、sinxcosx 降成 2x 的一次式,才能疊合。
第 19 題tanα 是 OP 的斜率 23。所求直線的斜率是 tan2α=1−tan2α2tanα=1−493=−512。過 P(2,3):y−3=−512(x−2),整理得 12x+5y−39=0。
α 超過 4π,所以 2α 是鈍角,斜率為負,與圖形相符。
05填充 20~23:疊合解方程式、八等分圓、根式化簡、四邊形面積
第 20 題sinx+cosx=2sin(x+4π),令 t=x+4π,則 4π≤t≤49π,且 sint=321=62。設銳角 φ 滿足 sinφ=62;因為 62<22,所以 φ<4π。sint=62 的解是 t=φ+2nπ 或 t=π−φ+2nπ,落在範圍內的只有 t=π−φ 與 t=2π+φ(t=φ 小於 4π,不合)。兩個 t 的和是 3π,所以兩個 x 的和是 3π−2⋅4π=25π。 不必求出 φ,但要用 φ<4π 判斷哪兩個解在範圍內;若誤取 t=φ 與 t=π−φ,會得到 2π。
第 21 題設半徑為 r,圓心為 O。相鄰兩點所夾的圓心角是 4π。鋪色區域的邊界是兩段弧 A1A2、A5A6 與兩條弦 A1A6、A2A5。每段弧長 4πr;兩條弦所對的圓心角都是 43π,弦長 2rsin83π,而 sin83π=cos8π=21+cos4π=22+2,弦長為 r2+2。周長 =2r(2+2+4π)=2+2+4π,得 r=21。把 O 與四個點連起來,鋪色區域分成兩個圓心角 4π 的扇形與兩個頂角 43π 的等腰三角形:面積 =2⋅21r2⋅4π+2⋅21r2sin43π=16π+82。 兩條弦互相平行、分別在圓心兩側,所以圓心在鋪色區域內,才能這樣分割。
第 22 題由倍角公式 1−cos2x=2sin2x、1+cos2x=2cos2x,得 f(x)=∣sinx∣,g(x)=∣cosx∣,h(x)=∣sinx∣+∣cosx∣≥0。平方:h(x)2=1+2∣sinxcosx∣=1+∣sin2x∣,而 0≤∣sin2x∣≤1,所以 1≤h(x)2≤2。最大值 M=2(例如 x=4π),最小值 m=1(例如 x=0)。 sin2x=∣sinx∣,絕對值不可省;省掉會把最小值算成
−2。
第 23 題設 ∠CAD=θ。直角三角形 ACD(直角在 C)中 AD=3,所以 AC=3cosθ,CD=3sinθ。因為 ∠BAD=2π,∠BAC=2π−θ;直角三角形 ABC(直角在 B)中 AB=ACsinθ=3sinθcosθ,BC=ACcosθ=3cos2θ。由 AB=1 得 sin2θ=32;tanθ<1 表示 0<θ<4π,2θ 是銳角,cos2θ=35。面積 =21AB⋅BC+21AC⋅CD=23cos2θ+29sinθcosθ=43(1+cos2θ)+49sin2θ=43+45+23=49+5。 條件
tan∠CAD<1 用來決定
cos2θ 取正;若取負,面積會變成
49−5。
解出來的角或邊有兩種可能時,回頭找題目給的範圍條件(角的範圍、象限、不等式)來取捨,並把取捨的理由寫出來。
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
高雄女中 114 上 高二第一次段考數學的答案在哪裡?
本頁列出全部 23 題的答案,是非題 6 題附對錯一覽;答案由御藍教育逐題重新計算。
高雄女中 114 上 高二第一次段考數學哪幾題最容易錯?
第 4 題正切圖形與直線的交點要把原點和最後一支分開數、第 9 題選項 E 要分段數交點、第 20 題疊合後要用角的範圍判斷哪兩個解合用,以及第 23 題要用正切小於一的條件決定餘弦取正。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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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。
題目取自高雄女中 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。