01 · 試題原卷 19 題,照原卷順序
單選題 5 題(每題 4 分,共 20 分)、多選題 4 題(每題 8 分,共 32 分;全對得 8 分,答錯 1 個選項得 5 分,答錯 2 個選項得 3 分,未作答或答錯多於 2 個選項得零分)、選填題 10 題(A 到 I 每題 5 分,J 題 3 分,共 48 分;每一題格子全對才給分,答案為分數時需化為最簡分數,否則不計分),合計 100 分。答案已與學校公布的答案逐題核對。
一、單選題:每題 4 分,共 20 分
1
下列哪一個無窮數列為發散數列?- (1) ⟨n1⟩
- (2) ⟨3−n21⟩
- (3) ⟨(π−3)n⟩
- (4) ⟨(5−3)n⟩
- (5) ⟨tann60∘⟩
2
若 a=n→∞lim(n22+n24+⋯+n22n),求 a 為下列何值?- (1) 0
- (2) 21
- (3) 1
- (4) 2
- (5) 不存在
3
關於極限,下列的極限有幾個是整數? x→−1lim(x100−2x−3),x→1limx+2x2+x+3,x→2limx−2x+1,x→1lim(x−32x+1+x+1x−1),x→3limx−3x2−5x+6- (1) 1
- (2) 2
- (3) 3
- (4) 4
- (5) 5
4
求 x→0limx1(4+2x1−41)=?- (1) −81
- (2) −41
- (3) −21
- (4) 0
- (5) 1
5
已知首項為 2 的無窮等比級數的和為 6,且其前 n 項的和 Sn 滿足 ∣6−Sn∣<1001,求 n 的最小值為何?- (1) 13
- (2) 14
- (3) 15
- (4) 16
- (5) 17
二、多選題:每題 8 分 (全對得 8 分,答錯 1 個選項,可得 5 分;答錯 2 個選項,可得 3 分;未作答或答錯多於 2 個選項者,得零分) ,共 32 分。
6
已知數列 ⟨an⟩,⟨bn⟩,⟨cn⟩,⟨dn⟩,⟨en⟩ 定義如下:an=(−1)n;bn=an+an+1;cn=(3−10)n;dn=31cn;en=cn1,其中 n=1,2,3,… 下列選項中,試選出會發散的無窮級數。- (1) n=1∑∞an
- (2) n=1∑∞bn
- (3) n=1∑∞cn
- (4) n=1∑∞dn
- (5) n=1∑∞en
7
某城市的計程車車資計費方式為:前 1250 公尺,基本收費 90 元,超過 1250 公尺的部分,每 200 公尺加收 5 元,不足 200 公尺以 200 公尺計算。已知搭乘 x 公尺所需支付的車資為 f(x)=⎩⎨⎧a,90+5×(−[200b−x]),當 0<x≤1250當 x>1250 元,其中 a,b 為實數,符號 [ ] 為高斯符號,請選出正確的選項。- (1) [π]=3
- (2) [−4.3]=−4
- (3) a=90
- (4) b=1450
- (5) 車資 500 元最多可搭乘 17650 公尺
8
對於無窮數列 ⟨an⟩,⟨bn⟩,⟨cn⟩,選出正確的選項?(選項 (5) 的極限符號下方,卷面印的是 n→0,照卷面原樣)- (1) 若 ⟨an⟩,⟨bn⟩ 均為發散數列,則 ⟨an+bn⟩ 必為發散數列
- (2) 若 n→∞liman=0,則 n→∞liman2=0
- (3) 若 n→∞lima2n=1,則 n→∞liman=1
- (4) 若 ⟨an+bn⟩ 為收斂數列,則 ⟨an⟩,⟨bn⟩ 均為收斂數列
- (5) 若 cn=sinn1,則 n→0limncn=0
9
已知函數 y=f(x) 的圖形如下:選出所有正確的選項。- (1) x→1limf(x)=1
- (2) x→2limf(x) 不存在
- (3) x→3limf(x)=f(3)
- (4) x→3limf(x) 存在
- (5) x→4−limf(x)=2
三、選填題:A-I 每題為 5 分,J 題為 3 分共 48 分,每一題格子全對才給分,答案為分數時,需化為最簡分數,否則不計分。(本頁第 10~19 題依序為卷面選填題 A~J)
10
求 x→3limx−31−x−x2−11= ____ 11
求 k=1∑10(6k2+2k) 之值為 ____
12
已知三次多項式滿足 x→1limx−1f(x)=2,x→3limx−3f(x)=6,求 f(0) 的值為 ____
13
設 f(x)=⎩⎨⎧x−1x2−ax+3,k,x=1x=1 為連續函數,求數對 (a,k)= ____ 14
已知 f(x)=xx−1,g(x)=x−1x,求 (g∘f)(−3) 的值 ____
15
甲、乙兩人輪流投擲一粒公正骰子,約定如下:當擲出點數為質數點時,此人獲勝;當擲出點數不為質數點時,改由另一人投擲。已知由甲先投擲,求甲獲勝的機率 ____
16
若 f(x)=21x−23,且 g(x),f(x) 互為反函數,則 g(x)=ax+b,求數對 (a,b) 為 ____
17
求 x→2limx−2(x−1)100−1 的值 ____
18
若 an=n2+112+n2+222+⋯+n2+nn2,則 n→∞limn2an 的值 ____ 19
設 p=x→2023+lim([x]+x−[x]),q=x→2023−lim([x]+x−[x]),其中 [x] 表示不大於 x 的最大整數,試求 p+q 之值為 ____ 第 1 題(5)
第 2 題(3)
第 3 題(2)
第 4 題(1)
第 5 題(4)
第 6 題(1)(3)(4)
第 7 題(1)(3)(5)
第 8 題(2)(5)
第 9 題(1)(2)(4)(5)
第 10 題7
第 11 題2420
第 12 題−9
第 13 題(a,k)=(4,−2)
第 14 題4
第 15 題32
第 16 題(a,b)=(2,3)
第 17 題100
第 18 題31
第 19 題4046
03 · 勾錯題號勾出錯的題號,看錯在哪幾章
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01單選 1~2:數列的收斂與發散、先求和再取極限
第 1 題答案 (5)。(1) n1 趨近 0,收斂。(2) n21 趨近 0,所以 3−n21 趨近 3,收斂。(3) 是公比 π−3≈0.14 的等比數列,公比在 −1 與 1 之間,收斂到 0。(4) 是公比 5−3≈−0.76 的等比數列,公比也在 −1 與 1 之間,收斂到 0。(5) tan60∘=3,所以這是公比 3≈1.73 的等比數列 ⟨(3)n⟩,公比大於 1,各項愈來愈大、沒有上限,發散。 等比數列 ⟨rn⟩ 收斂的條件是 −1<r≤1;(4) 的公比是負的,但絕對值小於 1,正負交錯地趨近 0,仍然收斂。
第 2 題答案 (3)。括號內共 n 項,分母都是 n2,先合成一個分數:n22+4+⋯+2n=n22(1+2+⋯+n)=n2n(n+1)=1+n1。所以 a=n→∞lim(1+n1)=1。
不可以把每一項分別取極限得到 0+0+⋯+0=0:項數 n 也跟著變多,極限的加法性質只能用在固定的有限項。
等比數列先看公比;項數會跟著變多的和,先求和再取極限。
02單選 3~4:函數的極限
第 3 題答案 (2),有 2 個是整數。依序計算:第一個是多項式,直接代入得 (−1)100−2(−1)−3=1+2−3=0,是整數。第二個分母在 x=1 不為 0,代入得 1+21+1+3=35,不是整數。第三個當 x→2 時分母趨近 0、分子趨近 3,函數值的絕對值可以任意大,極限不存在。第四個代入得 −23+20=−23,不是整數。第五個分子分母都趨近 0,先因式分解 x−3x2−5x+6=x−3(x−2)(x−3)=x−2(x=3),極限是 3−2=1,是整數。所以只有第一個與第五個是整數。
0 也是整數;極限不存在的那一個不能算進去。
第 4 題答案 (1)。先把括號內通分:4+2x1−41=4(4+2x)4−(4+2x)=4(4+2x)−2x。乘上 x1 後約去 x(x=0):x1⋅4(4+2x)−2x=4(4+2x)−2=2(4+2x)−1。令 x→0 得 2×4−1=−81。
先代入;分母為零時,看分子是不是也為零,再決定是約分還是極限不存在。
03單選 5、多選 6:無窮等比級數
第 5 題答案 (4)。設公比為 r,由 1−r2=6 得 1−r=31,r=32。前 n 項的和 Sn=1−322(1−(32)n)=6−6(32)n,所以 ∣6−Sn∣=6(32)n。條件成為 6(32)n<1001,即 (23)n>600。逐次平方:(23)2=2.25,(23)4=5.0625,(23)8≈25.63,(23)16≈656.8>600;而 (23)15=(23)16÷23≈437.9<600。所以 n 的最小值是 16。
也可以用常用對數:n>log3−log2log600≈0.1762.778≈15.8,所以 n 最小是 16。
第 6 題答案 (1)(3)(4)。(1) an=(−1)n,部分和依序是 −1,0,−1,0,…,在兩個值之間跳動,不會趨近一個定值,發散。(2) bn=(−1)n+(−1)n+1=(−1)n(1−1)=0,每一項都是 0,部分和恆為 0,收斂。(3) cn 是公比 −310 的等比數列,因為 10>3,公比的絕對值大於 1,無窮等比級數發散。(4) dn=31cn 的公比同樣是 −310,首項不為 0,發散。(5) en=cn1=(−103)n,公比的絕對值 103≈0.95<1,收斂。 題目要選的是「會發散」的級數。無窮等比級數在首項不為 0 時,收斂的條件是公比的絕對值小於 1;(1) 的公比是 −1,不合這個條件。
無窮等比級數只在公比的絕對值小於 1 時收斂;總和與部分和的差也是一個等比數列。
04多選 7:高斯符號與車資
第 7 題答案 (1)(3)(5)。(1) 3≤π<4,所以 [π]=3,對。(2) 不大於 −4.3 的最大整數是 −5(−4 比 −4.3 大),錯。(3) 前 1250 公尺收基本費 90 元,所以 a=90,對。(4) 超過 1250 公尺時,設 t=200x−1250,加收的次數是「不小於 t 的最小整數」(不足 200 公尺也算一次),而這個數正好等於 −[−t]。例如 t=0.3 時 −[−0.3]=−(−1)=1;t=2 時 −[−2]=2。所以 −[200b−x]=−[−200x−1250],即 b=1250,錯。也可以代數字檢查:若 b=1450,搭 1251 公尺時 [200199]=0,車資仍是 90 元,與「超過就加收 5 元」不合。(5) 90+5m=500 得加收次數 m=82,所以超過的部分最多 82×200=16400 公尺,最多可搭 1250+16400=17650 公尺(再多 1 公尺就是 505 元),對。
高斯符號是無條件捨去到整數(往數線左邊取),負數要特別小心;要做無條件進位時,先變號、取高斯、再變號。
無條件進位可以寫成先變號、取高斯符號、再變號。
05多選 8:數列極限的性質與反例
第 8 題答案 (2)(5)。(1) 取 an=n、bn=−n,兩個都發散,但 an+bn=0 收斂,錯。(2) 兩個收斂數列的積的極限等於極限的積,n→∞liman2=0×0=0,對。(3) 取 an 在 n 為偶數時是 1、n 為奇數時是 0,則 a2n=1 的極限是 1,但 ⟨an⟩ 在 0 與 1 之間跳動,發散,錯。(4) 同 (1) 的例子,an+bn 收斂但 an、bn 都發散,錯。(5) 卷面印的是 n→0。照卷面把 n 看成趨近 0 的實數:因為 −1≤sinn1≤1,所以 −∣n∣≤nsinn1≤∣n∣,兩邊都趨近 0,由夾擠定理知極限是 0,照卷面的寫法是對的,學校公布的答案也選了這一項。
(5) 要留意:數列的足碼 n 是正整數,一般只討論 n→∞。如果這個選項是 n→∞,那麼 nsinn1 會趨近 1 而不是 0(例如 n=1000 時約為 0.9999998),選項就不成立。本頁答案照卷面印的 n→0 判斷。
和收斂不代表各自收斂;只有一部分的項收斂也不代表整個數列收斂,舉反例最快。
06多選 9:由圖形讀極限
第 9 題答案 (1)(2)(4)(5)。(1) x 從左右兩邊靠近 1 時,圖形都靠近點 (1,1),極限是 1,對。(2) x 從左邊靠近 2 時圖形一直往上衝,從右邊靠近 2 時圖形在下方,兩邊不會靠近同一個數,極限不存在,對。(3) x 從左右兩邊靠近 3 時,圖形都靠近空心點 (3,1),所以 x→3limf(x)=1;但實心點在 (3,2),f(3)=2,兩者不相等,錯。(4) 承 (3),極限存在(等於 1),對。(5) x 從左邊靠近 4 時,圖形沿斜線段靠近實心點 (4,2),左極限是 2,對。
極限只看「靠近時」圖形往哪裡去,與那一點本身的函數值無關;實心點才是函數值。x=4 的右極限是 1,與左極限不同。
讀圖求極限時,分別看左邊與右邊靠近的高度;空心點是極限的位置,實心點是函數值。
07選填 A~C(第 10~12 題):絕對值的極限、求和公式、由極限決定多項式
第 10 題答案 7。x 在 3 附近時,1−x−x2 接近 1−3−9=−11,是負的,所以 1−x−x2=x2+x−1。分子成為 x2+x−1−11=x2+x−12=(x−3)(x+4),與分母約去 x−3 後剩下 x+4,極限是 3+4=7。 絕對值要先判斷 x 在 3 附近時裡面的正負,再去掉絕對值;不能直接把絕對值拿掉。
第 11 題答案 2420。k=1∑10k2=610×11×21=385,k=1∑10k=210×11=55。所以原式 =6×385+2×55=2310+110=2420。
第 12 題答案 −9。x→1 時分母 x−1 趨近 0,極限卻存在,所以分子也要趨近 0,即 f(1)=0;同理 f(3)=0。f(x) 是三次多項式,可設 f(x)=(x−1)(x−3)(ax+b)。第一個極限:x→1lim(x−3)(ax+b)=−2(a+b)=2,得 a+b=−1。第二個極限:x→3lim(x−1)(ax+b)=2(3a+b)=6,得 3a+b=3。兩式相減得 a=2,b=−3,所以 f(x)=(x−1)(x−3)(2x−3),f(0)=(−1)(−3)(−3)=−9。
分母趨近 0 而極限存在,分子一定也趨近 0,這是設因式的依據。
分母趨近零而極限存在時,分子也必須趨近零,由此找出公因式。
08選填 D、E、G(第 13、14、16 題):連續、合成函數與反函數
第 13 題答案 (a,k)=(4,−2)。f(x) 在 x=1 連續,表示 x→1limx−1x2−ax+3 存在而且等於 f(1)=k。分母趨近 0,所以分子在 x=1 的值也要是 0:1−a+3=0,a=4。這時 x−1x2−4x+3=x−1(x−1)(x−3)=x−3(x=1),極限是 1−3=−2,所以 k=−2。
x=1 的地方 f(x) 是分母不為 0 的有理函數,本來就連續;整個函數連續只需要再檢查 x=1。
第 14 題答案 4。(g∘f)(−3)=g(f(−3))。先算 f(−3)=−3−3−1=34,再算 g(34)=34−134=3134=4。
g∘f 是先算 f 再算 g,順序不能顛倒。
第 16 題答案 (a,b)=(2,3)。令 y=21x−23,解出 x:2y=x−3,x=2y+3。把 x,y 對調得反函數 g(x)=2x+3,所以 a=2,b=3。檢查:f(g(x))=21(2x+3)−23=x。
連續就是極限值等於函數值;反函數是把對應關係倒過來,解出 x 再對調。
09選填 F(第 15 題):輪流擲骰子
第 15 題答案 32。骰子的質數點是 2,3,5,每一次擲出質數點的機率是 63=21,擲不出的機率也是 21。甲在第 1,3,5,… 次投擲。甲在第 1 次就獲勝的機率是 21;在第 3 次獲勝,表示前兩次都沒有人擲出質數點,機率是 (21)2⋅21;在第 5 次獲勝的機率是 (21)4⋅21;依此類推。甲獲勝的機率是首項 21、公比 41 的無窮等比級數的和:1−4121=32。
乙獲勝的機率是 41+161+⋯=1−4141=31,兩人的機率相加是 1,可以用來檢查。
輪流進行、直到有人成功為止的機率,把各輪的機率列出來就是無窮等比級數。
10選填 H~J(第 17~19 題):高次式的極限、夾擠定理、左右極限
第 17 題答案 100。令 t=x−1,則 x→2 時 t→1,而且 x−2=t−1,原式成為 t→1limt−1t100−1。因為 t100−1=(t−1)(t99+t98+⋯+t+1),約去 t−1 後剩下 t99+t98+⋯+t+1,共 100 項;令 t→1,每一項都趨近 1,極限是 100。
tn−1=(t−1)(tn−1+tn−2+⋯+1),括號裡共有 n 項。
第 18 題答案 31。各項的分母不同,沒辦法直接相加,改用夾擠定理。分母中 n2+1 最小、n2+n 最大,所以 n2+n12+22+⋯+n2≤an≤n2+112+22+⋯+n2,其中 12+22+⋯+n2=6n(n+1)(2n+1)。各除以 n2:左邊是 6n2n2+nn(n+1)(2n+1),分子分母同除以 n3 得 61+n1(1+n1)(2+n1),極限是 6×11×2=31;右邊同樣化成 61+n21(1+n1)(2+n1),極限也是 31。由夾擠定理,n→∞limn2an=31。 把每一項的分母都換成最大的,整個和變小;都換成最小的,整個和變大,這樣就得到上下界。
第 19 題答案 4046。x 從右邊靠近 2023 時(2023<x<2024),[x]=2023,x−[x]=x−2023 趨近 0,所以 p=2023+0=2023。x 從左邊靠近 2023 時(2022<x<2023),[x]=2022,x−[x]=x−2022 趨近 1=1,所以 q=2022+1=2023。因此 p+q=4046。 從左邊靠近整數時,高斯符號的值是少 1 的那個整數,但根號裡的小數部分趨近 1,兩者正好補回來,所以這個函數在 x=2023 的左右極限相等。
分母各不相同的和用夾擠定理;有高斯符號的極限要分左右兩邊,先把高斯符號換成確定的整數。
同一次段考的其他學校
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上傳考卷常見問題
蘭陽女中 112 上 高三第一次段考數學的答案在哪裡?
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蘭陽女中 112 上 高三第一次段考數學哪幾題最容易錯?
多選第 7 題:加收次數是無條件進位,要看出它等於先變號、取高斯符號、再變號,才能定出 b 是 1250 而不是 1450。多選第 8 題的選項 5:卷面印的是 n 趨近 0,照卷面用夾擠定理得到 0;若是 n 趨近無限大,結果會是 1。選填 C(本頁第 12 題):由兩個極限存在先推出 1 與 3 都是多項式的根,再設因式。選填 I(本頁第 18 題):各項分母不同,要把分母全部換成最大與最小的來夾。詳解逐題寫在本頁。
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