御藍教育/段考卷/高二

段考詳解範圍:指數與對數函數(指數與指數函數、對數與對數律、對數函數及其圖形、指數與對數的應用)

蘭陽女中 111 上
高二第二次段考
數學試題、答案與詳解

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01 · 試題

原卷 20 題,照原卷順序

單選 6 題每題 5 分共 30 分;多選 2 題每題 5 分共 10 分;卷面計分說明原字為「共10答錯1個選項得6分,答錯2個選項得2分」,所列得分高於每題配分,應是沿用他卷說明,照原字保留,實際計分以學校為準;填充共計 60 分,分 A~G 七大題共 12 個答案,卷面未印每格配分。填充 A(1)~(4) 為本頁第 9~12 題、B(1)~(3) 為第 13~15 題、C~G 為第 16~20 題。答案已與學校公布的答案逐題核對,全部一致。

一、單選題:(每題5分,共30分,選項請用1、2、3、4、5作答)
1
若 π 表示圓周率,下列選項中的值,何者最小?
  1. (1) 20
  2. (2) 2−1
  3. (3) 2−3π​
  4. (4) 3−3π​
  5. (5) 3−2​
2
若已知 log2=0.3010、log3=0.4771,則下列選項對 log3​5 範圍的敘述,哪個選項正確?
  1. (1) 0.6<log3​5<0.7
  2. (2) 0.7<log3​5<0.8
  3. (3) 1.3<log3​5<1.4
  4. (4) 1.4<log3​5<1.5
  5. (5) 1.5<log3​5<1.6
3
已知 log2​11=a、log11​13=b,若 4x=13,則 x=
  1. (1) 2(a+b)
  2. (2) 2a​+b
  3. (3) 2ab
  4. (4) ab
  5. (5) 2ab​
4
有兩個不是 1 的正數 a 與 b,若已知 loga​b 是 logb​a 的 2549​ 倍,下列選項何者是 a 與 b 的關係式?
  1. (1) a5=b7
  2. (2) a7=b5
  3. (3) a25=b49
  4. (4) 7a=5b
  5. (5) 5a=7b
5
已知放射性物質碘131半衰期是8天,某機構中一含碘131的試驗藥劑移入實驗室時測得其含有的碘131濃度是每公斤1600貝克,經過28天後在測的濃度值若為每公斤 P 貝克,則下列關於 P 範圍的敘述,何者正確?
  1. (1) 75<P<100
  2. (2) 100<P<150
  3. (3) 150<P<200
  4. (4) 200<P<300
  5. (5) 300<P<400
6
滿足不等式 10011​≤(310​)x≤3001 的整數 x 共有多少個?(log3≈0.4771)
  1. (1) 17 個
  2. (2) 18 個
  3. (3) 19 個
  4. (4) 20 個
  5. (5) 21 個
二、多選題:(每題5分,共10答錯1個選項得6分,答錯2個選項得2分,答錯3個或3個以上選項及不作答得0分。)
7
下列哪些選項正確?
  1. (1) log−2​4=2
  2. (2) log5​0=1
  3. (3) logπ​1=π
  4. (4) 4log2​3=9
  5. (5) log2​3+1=log2​6
8
下列各選項的指數或對數函數圖形中,哪些選項圖形中的 a 與 b 符合 a>b?
  1. (1) 圖 (1)
  2. (2) 圖 (2)
  3. (3) 圖 (3)
  4. (4) 圖 (4)
  5. (5) 圖 (5)
載入中...
三、填充題:(共計60分,若答案為分數型式者,皆為最簡分數。)
9
(A)解下列各方程式:(1) 6x=464​×(3​)3,x= ____。
10
(A)解下列各方程式:(2) 4x−6×2x+8=0,其解為 x=a 或 b,求 a+b= ____。
11
(A)解下列各方程式:(3) 2logx+21​log4=log2−2,x= ____。
12
(A)解下列各方程式:(4) log(2−x)+log(6−x)=5log2,x= ____。
13
(B)求下列各式的值:(1) log125+log48−log6= ____。
14
(B)求下列各式的值:(2) log5​125+log4​21​−log3​39​= ____。
15
(B)求下列各式的值:(3) 3log2​(8−215​)+6log2​(5​+3​)= ____。
16
(C)解方程式 2x+2+2x+3+2x+4+2x+5=15,x= ____。
17
(D)若解方程式 a∣x∣=2+x,得唯一實數解 x=−23​,則 a=2t,問 t= ____。
18
(E)已知某一種細菌每隔 1 天數量會變為原來的 6 倍,設 1000 株細菌需經過 n 天後數量才會超過 1012 株,求最小正整數 n 的值為 ____。(log2≈0.3010,log3≈0.4771)
19
(F)某保險公司推出教育基金儲蓄專案如下:在嬰兒出生時存100萬元、年利率為5%、以複利計息且每年計息一次,18年後期滿一次領回本利和。試問期滿時可領回 ____ 萬元?(1.0517≈2.292,1.0518≈2.407,四捨五入到整數位)
20
(G)設 a、b 皆為實數且滿足 3a+9b=54,求 a+2b 的最大值為 ____。
02 · 答案

答案一覽,先對再看詳解

第 1 題(5)
第 2 題(4)
第 3 題(5)
第 4 題(2)
第 5 題(2)
第 6 題(4)
第 7 題(4)(5)
第 8 題(1)(4)
第 9 題23​
第 10 題3
第 11 題101​
第 12 題−2
第 13 題3
第 14 題611​
第 15 題6
第 16 題−2
第 17 題−32​
第 18 題12
第 19 題241
第 20 題6
03 · 勾錯題號

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04 · 逐題詳解

每一題,錯在哪一步

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01單選(第 1~6 題):指數比較、換底估值、半衰期、取對數解不等式

第 1 題

答案 (5)。五個數都是正數。

20=1,2−1=21​。因為 3π​>1,底數 2>1 時指數愈小值愈小,所以 2−3π​<2−1<20。

同一個指數 −3π​(負數)時,底數愈大值愈小:3−3π​=33π​1​<23π​1​=2−3π​。

再比較 3−3π​ 與 3−2​:3π​≈1.047,2​≈1.414,−2​<−3π​,底數 3>1,所以 3−2​<3−3π​。

最小的是 3−2​。

先固定底數比指數,再固定指數比底數;負指數時底數愈大反而愈小。
第 2 題

答案 (4)。由換底公式,log3​5=log3log5​=log31−log2​=0.47710.6990​≈1.465,介於 1.4 與 1.5 之間。

(檢查:1.4×0.4771=0.66794<0.6990<0.71565=1.5×0.4771。)

log5=log210​=1−log2。又 3<5<9,log3​5 一定介於 1 與 2 之間,可以先排除 (1)(2)。
第 3 題

答案 (5)。4x=13,所以 x=log4​13=log2​4log2​13​=2log2​13​。

由換底公式,log2​13=log2​11×log11​13=ab(因為 log2​11×log11​13=log2log11​×log11log13​=log2log13​)。

所以 x=2ab​。

loga​b×logb​c=loga​c,像「接力」一樣把中間的 11 消去。
第 4 題

答案 (2)。設 k=loga​b,則 logb​a=k1​。由題意 k=2549​×k1​,k2=2549​,k=57​ 或 k=−57​。

逐一檢查選項:

(1) a5=b7,則 b=a75​,loga​b=75​,不合。

(2) a7=b5,則 b=a57​,loga​b=57​,符合。

(3) a25=b49,則 loga​b=4925​,不合。

(4)(5) 7a=5b 或 5a=7b 只是 a、b 成比例,例如 a=5、b=7 時 log5​7≈1.209,平方不是 2549​,不合。

loga​b 與 logb​a 互為倒數,題目其實是告訴你 (loga​b)2=2549​。k=−57​ 時是 a7=b−5,不在選項中。
第 5 題

答案 (2)。28 天是 828​=3.5 個半衰期,所以

P=1600×(21​)3.5=82​1600​=2​200​=1002​≈141.4,

介於 100 與 150 之間。

23.5=23×221​=82​。也可以夾擠:3 個半衰期剩 200,4 個半衰期剩 100,3.5 個在中間。
第 6 題

答案 (4)。(310​)x=103x​。三邊都取常用對數(底數 10>1,不等號方向不變):

−log1001≤3x​≤log3001。

下界:x=−9 時 10−3=10001​>10011​,符合;x=−10 時,因為 10>8,1031​>2,所以 10−310​=10−3⋅10−31​<10001​⋅21​=20001​<10011​,不符合。下界為 x≥−9。

上界:log3000=3+log3≈3.4771。x=10 時 310​≈3.333<3.4771<log3001,符合;x=11 時,因為 100>64,1032​>4,所以 10311​=1000⋅1032​>1000×4=4000>3001,不符合。上界為 x≤10。

整數 x=−9,−8,…,10,共 10+9+1=20 個。

下界要確認 x=−9 本身可以:10−3=10001​ 比 10011​ 大。
比較指數先固定底數或指數;不等式裡出現 10 的分數次方,取常用對數後就變成一次不等式。

02多選(第 7、8 題):底數與真數的條件、由圖形判斷底數大小

第 7 題

答案 (4)(5)。

(1) 錯誤。 對數的底數要是不等於 1 的正數,log−2​4 沒有意義(雖然 (−2)2=4)。

(2) 錯誤。 真數要是正數,log5​0 沒有意義;而且 51=5=0。

(3) 錯誤。 π0=1,所以 logπ​1=0,不是 π。

(4) 正確。 4log2​3=(22)log2​3=(2log2​3)2=32=9。

(5) 正確。 log2​3+1=log2​3+log2​2=log2​(3×2)=log2​6。

aloga​b=b;任何合法底數 a 都有 loga​1=0、loga​a=1。
第 8 題

答案 (1)(4)。各圖中實線與虛線的配置照原卷。

(1) 正確。 兩個圖形都遞增,底數都大於 1。x>0 時虛線 y=ax 在實線 y=bx 上方,取 x=1 得 a>b。

(2) 錯誤。 兩個圖形都遞減,0<a<1、0<b<1。x<0 時虛線 y=ax 在實線 y=bx 上方,取 x=−1 得 a1​>b1​,所以 a<b。

(3) 錯誤。 兩個圖形都遞增,底數都大於 1。x>1 時實線 y=loga​x 在虛線 y=logb​x 上方。取 x=10:loga​10=loga1​>logb1​=logb​10>0,所以 loga<logb,a<b。

(4) 正確。 本圖標籤原卷寫作 y=alogx、y=blogx(a、b 是係數,不是底數),圖形與 (3) 相同。x>1 時 logx>0,實線 y=alogx 在虛線 y=blogx 上方,即 alogx>blogx,兩邊除以正數 logx 得 a>b。

(5) 錯誤。 兩個圖形都遞減,0<a<1、0<b<1。x>1 時虛線 y=loga​x 在實線 y=logb​x 上方。取 x=10:loga1​>logb1​,兩邊都是負數,所以 loga<logb,a<b。

比較底數時,取一個特定的 x(例如 x=1、x=−1 或 x=10)代進去看哪條線高最穩,不必背口訣。
底數要是不等於 1 的正數、真數要是正數;看圖比底數就取一個好算的 x 比高低。

03填充 A、B(第 9~15 題):指數與對數方程式、對數律求值

第 9 題

464​=(26)41​=223​,(3​)3=323​,右邊 =223​×323​=623​。

所以 6x=623​,x=23​。

指數相同的兩數相乘,底數相乘:ar×br=(ab)r。
第 10 題

令 t=2x(t>0),4x=t2,方程式化為 t2−6t+8=0,(t−2)(t−4)=0,t=2 或 t=4,都是正數。

2x=2 得 x=1;2x=4 得 x=2。所以 a+b=1+2=3。

兩個 t 值都要檢查是否為正,2x 不可能是負數或 0。
第 11 題真數條件:x>0。21​log4=log2,方程式化為 2logx+log2=log2−2,即 2logx=−2,logx=−1,x=10−1=101​,符合 x>0。
若先寫成 logx2=−2 得 x=±101​,要用 x>0 刪去負的。
第 12 題

真數條件:2−x>0 且 6−x>0,即 x<2。

log(2−x)+log(6−x)=log((2−x)(6−x)),5log2=log32,所以 (2−x)(6−x)=32,x2−8x+12=32,x2−8x−20=0,(x−10)(x+2)=0,x=10 或 x=−2。

x=10 時 2−x<0,不合;所以 x=−2。(驗算:log4+log8=log32。)

x=10 時乘積 (2−x)(6−x)=(−8)(−4)=32 也成立,但兩個真數都是負的,原式沒有意義。
第 13 題原式 =log6125×48​=log(125×8)=log1000=3。
第 14 題

log5​125=log5​53=3。log4​21​=log4​2−1,因為 4−21​=21​,所以 log4​21​=−21​。39​=332​,所以 log3​39​=32​。

原式 =3−21​−32​=618−3−4​=611​。

第 15 題

(5​+3​)2=5+3+215​=8+215​,所以 6log2​(5​+3​)=3log2​(5​+3​)2=3log2​(8+215​)。

原式 =3[log2​(8−215​)+log2​(8+215​)]=3log2​(64−60)=3log2​4=3×2=6。

8−215​=(5​−3​)2>0,真數是正數,式子有意義。
對數方程式先寫真數條件,解完一定回頭驗根;係數先搬進真數變成次方,再用對數律合併。

04填充 C~G(第 16~20 題):提公因式、代入求底數、細菌繁殖、複利、算幾不等式

第 16 題提出 2x+2:2x+2(1+2+4+8)=15,15×2x+2=15,2x+2=1=20,所以 x+2=0,x=−2。
驗算:20+21+22+23=1+2+4+8=15。
第 17 題

x=−23​ 是解,代入:a∣−23​∣=2−23​,即 a23​=21​。

a 是正數,兩邊同取 32​ 次方:a=(21​)32​=2−32​。所以 t=−32​。

題目說唯一實數解是 x=−23​,只要把它代進去即可求 a;a=2−32​<1。
第 18 題

n 天後有 1000×6n 株。要 1000×6n>1012,即 6n>109。兩邊取常用對數:

nlog6>9,log6=log2+log3≈0.3010+0.4771=0.7781,n>0.77819​≈11.57。

最小正整數 n=12。

檢查:11×0.7781=8.5591<9,12×0.7781=9.3372>9。
第 19 題複利每年計息一次,18 年後本利和為 100×(1+5%)18=100×1.0518≈100×2.407=240.7(萬元),四捨五入到整數位為 241 萬元。
存 18 年要乘 18 次 1.05,別誤用 1.0517。
第 20 題

9b=32b,兩數 3a、9b 都是正數,由算幾不等式:

23a+9b​≥3a×9b​=3a+2b​,即 27≥3a+2b​,3a+2b≤729=36。

底數 3>1,所以 a+2b≤6。等號成立於 3a=9b=27,即 a=3、b=23​,此時 33+923​=27+27=54 符合。所以最大值為 6。

和固定時,兩正數相等積最大;把 a+2b 看成 3a×9b 的指數。
指數相加的條件可以用算幾不等式把「和」換成「積」,積的指數就是所求。

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