御藍教育/段考卷/高一

段考詳解範圍:實數與絕對值、指數與常用對數、直線方程式

興大附中 108 上
高一第一次段考
數學試題、答案與詳解

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01 · 試題

原卷 16 題,照原卷順序

單選題 3 題每題 6 分(18 分)、多選題 2 題每題 8 分(16 分)、填充題 11 題每題 6 分(66 分),合計 100 分。本頁第 6~16 題依序為原卷填充題 A~K。答案已與學校公布的答案逐題核對。

一、單選題(每題 6 分)
1
已知 log3≈0.4771,請選出錯誤的選項。
  1. (1) 10log0.5=0.5
  2. (2) 3<log4771<4
  3. (3) −1<log0.4771<0
  4. (4) 320 為 10 位數
  5. (5) 3201​ 小數點後第 9 位始不為 0
2
絕對值不等式 ∣x+3∣−∣x−7∣≥k 有解,則 k 的值不可能為何?
  1. (1) 12
  2. (2) 10
  3. (3) 3
  4. (4) −5
  5. (5) −12
3
在某個實驗中,原始數據為 E,所求數據 T 以 T=2+3logE 來計算。試問原始數據 E 變為幾倍時,所求數據 T 會增加 1?
  1. (1) 10​
  2. (2) 1010​
  3. (3) 310​
  4. (4) 100
  5. (5) 1000
二、多選題(每題 8 分,每題至少有一個是正確的選項,錯一個選項扣 3.2 分,每題扣至零分為止;未作答者,該題以零分計算。)
4
已知 x+x1​=4,下列各式的值哪些必為正確的?
  1. (1) x2+x21​=14
  2. (2) x3+x31​=52
  3. (3) x−x1​=23​
  4. (4) x3−x31​=303​
  5. (5) x2+x21​−2​=23​
5
下列哪些選項是正確的?
  1. (1) 3−5​<7​−3​
  2. (2) 4<7+47​​<5
  3. (3) 112​+105​​>102​+95​​
  4. (4) 2+8​<442​
  5. (5) 10100<5050
三、填充題(每題完全答對得 6 分,未完全答對不給分。)
6
設 D 在 △ABC 的 BC 邊上,且 △ABD 面積 =32​△ADC 面積,B 點坐標是 (−1,5),C 點坐標是 (0,−4),若 D 點坐標是 (a,b),求 a+b= ____。(請化成最簡分數)
7
x 為正實數,4x​+x25​ 的最小值為 a,y 為實數,∣y+1∣+∣y−5∣ 的最小值為 b,則 a+b= ____。
8
419​−23​​ 的整數部分為 a,小數部分為 b,則 4a(1−b) 之值為 ____。
9
已知直線 L:mx−y+m−3=0,若直線 L 不通過第二象限,則實數 m 之範圍為 ____ ≤m≤ ____。
10
平面上四點 A(−1,1),B(4,2),C(2,−1) 和 O(0,0)。過 B 點作直線 OC 的平行線交直線 OA 於 D 點,則直線 CD 斜率為 ____。(請化成最簡分數)
11
已知 a,b 為實數,若 ∣ax+4∣>b 之解為 x>15 或 x<1,試求 a+b= ____。
12
A(−2,1),B(3,5),P 為 x 軸上一點,使 ∠ABP=90∘,則 P 點之 x 坐標為 ____。
13
若將直線 L:3x−2y+1=0 的圖形往下平移 3 單位,再向左平移 h 單位,可得同一直線 L,則 h= ____。
14
設 x,y,z 為實數,且 xyz=0,若 8x=9y=6z/2,求 xy3xz+2yz​ 之值為 ____。
15
化簡 (1+15×171​)(1+16×181​)(1+17×191​)⋯⋯(1+46×481​)= ____。(請化成最簡分數)
16
醫療上使用的放射碘是一種具有放射性的碘物質,碘 I131​ 因為屬於我們熟知的碘元素的放射性同位素,因此放射碘治療又叫「同位素治療」。碘 I131​ 具有粒子的輻射線可治療病人,也具有電磁波的輻射線可做為影像診斷的造影,因此服用碘 I131​ 藥物可以達到治療或檢查的雙重目的。已知碘 I131​ 的半衰期是 8 天,也就是說經過 8 天後,一半的碘 I131​ 便不再放出放射線,而變成為安定的氙元素,此時碘 I131​ 的數量會由 N0​ 變成 2N0​​,碘 I131​ 經過 t 天後,其數量會由 N0​ 變成 N0​×at,其中 a 為常數,請問至少要過 ____ 天後(請以無條件進入法取至整數位),碘 I131​ 的數量會由 N0​ 變成 12N0​​。(參考數值:100.3010≈2,100.4771≈3)
02 · 答案

答案一覽,先對再看詳解

第 1 題(5)
第 2 題(1)
第 3 題(3)
第 4 題(1)(2)(5)
第 5 題(1)(3)
第 6 題54​
第 7 題11
第 8 題23​
第 9 題0≤m≤3
第 10 題−109​
第 11 題3
第 12 題7
第 13 題2
第 14 題12
第 15 題4547​
第 16 題29
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 1~3:常用對數的定義與絕對值的距離意義

第 1 題答案 (5)。log3≈0.4771 的意思是 100.4771≈3 這件事。 (1) 由定義,log0.5 就是「10 的幾次方等於 0.5」的那個次方,所以 10log0.5=0.5 正確。 (2) 因為 103=1000<4771<10000=104 成立,所以 3<log4771<4 正確。 (3) 因為 10−1=0.1<0.4771<1=100 成立,所以 −1<log0.4771<0 正確。 (4) 320≈(100.4771)20=109.542=100.542×109 而 1<100.542<10 成立,所以是 10 位數,正確。 (5) 3201​≈10−9.542=100.458×10−10 而 1<100.458<10 成立,所以小數點後前 9 位都是 0,第 10 位才開始不為 0;選項寫第 9 位,錯誤。
把數寫成 c×10n(1≤c<10,n 為整數):n≥0 時整數部分是 n+1 位數;n<0 時小數點後第 −n 位開始不為 0。(5) 要把 −9.542 拆成 −10+0.458,不是 −9−0.542。實際的值是 320=3486784401,3201​=0.00000000028⋯。
第 2 題答案 (1)。∣x+3∣−∣x−7∣ 是數線上 x 到 −3 的距離減去 x 到 7 的距離。x≥7 時,值為 (x+3)−(x−7)=10;x≤−3 時,值為 −(x+3)+(x−7)=−10;−3<x<7 時,值為 (x+3)+(x−7)=2x−4,介於 −10 與 10 之間。所以 ∣x+3∣−∣x−7∣ 的值最大是 10、最小是 −10。不等式有解,就是找得到 x 使左邊不小於 k,條件是 k≤10。五個選項中只有 12 比 10 大,所以 k 不可能是 12。
「有解」只要有一個 x 成立就好,所以拿 k 和左邊的最大值比;若題目改成「所有實數 x 都成立」,就要拿 k 和最小值 −10 比。
第 3 題答案 (3)。由 T=2+3logE 得 logE=3T−2​,依常用對數的定義,E=103T−2​。T 增加 1 變成 T+1 時,新的原始數據是 103T+1−2​=103T−2​+31​=103T−2​×1031​=E×310​。所以 E 要變為 310​ 倍。
檢查:E 變為 310​ 倍三次,就是變為 10 倍,logE 增加 1,T 增加 3,每次正好增加 1。
logN 就是「10 的幾次方等於 N」的那個次方;遇到對數式,先換回 10 的次方再用指數律。

02多選 4~5:乘法公式與大小比較

第 4 題答案 (1)(2)(5)。(1) 正確。 x2+x21​=(x+x1​)2−2=16−2=14。 (2) 正確。 x3+x31​=(x+x1​)3−3(x+x1​)=64−12=52。 (3) 錯誤。 (x−x1​)2=x2+x21​−2=12,所以 x−x1​=23​ 或 −23​,兩種都可能。由 x+x1​=4 得 x2−4x+1=0,x=2+3​ 或 2−3​;取 x=2−3​ 時 x1​=2+3​,x−x1​=−23​。 (4) 錯誤。 x3−x31​=(x−x1​)(x2+1+x21​)=(x−x1​)×15,值是 303​ 或 −303​;x=2−3​ 時是 −303​。 (5) 正確。 根號裡是 x2+x21​−2=12,而根號代表非負的平方根,所以值一定是 12​=23​。
(3) 與 (5) 的差別:(x−x1​)2​=​x−x1​​,加了絕對值就一定是 23​;沒有絕對值的 x−x1​ 正負都可能。
第 5 題答案 (1)(3)。(1) 正確。 移項後比較 3+3​ 與 7​+5​,兩邊都是正數,各自平方:(3+3​)2=12+63​=12+108​,(7​+5​)2=12+235​=12+140​。因為 108<140,所以 3+3​<7​+5​,即 3−5​<7​−3​。 (2) 錯誤。 47​<49​=7,所以 7+47​<14<16,7+47​​<4。 (3) 正確。 兩邊同乘 110:左邊是 102​+1005​,右邊是 112​+995​。左邊減右邊 =5​−2​>0,所以左邊較大。 (4) 錯誤。 2 與 8​ 都是正數,由算幾不等式 22+8​​≥28​​,而且 2=8​,等號不成立,所以 2+8​>228​​。28​=32​,28​​=432​=416×2​=242​,所以 2+8​>442​,選項的不等號方向相反。 (5) 錯誤。 10100=(102)50=10050,而 100>50,所以 10100>5050。
(3) 的兩邊可以看成 2​ 與 5​ 之間的分點:左邊把兩數的距離分成 10:1、右邊分成 9:1,左邊離 5​ 比較近,所以比較大。(4) 的近似值:左邊約 4.83,右邊約 4.76。
只知道平方的值時,原來的數正負都可能;比較兩個正數的大小,可以比它們的平方。

03填充 A~F(第 6~11 題):分點、極值、雙重根號與直線

第 6 題△ABD 與 △ADC 的底邊 BD、DC 在同一條直線上,從 A 作的高相同,所以面積比等於底邊比:BD:DC=2:3。由分點坐標公式,D=(2+33×(−1)+2×0​, 2+33×5+2×(−4)​)=(−53​, 57​)。所以 a+b=−53​+57​=54​。
D 離 B 比較近,所以 B 的坐標要乘比較大的 3。A 的位置題目沒有給,也用不到。
第 7 題x 為正數,4x​ 與 x25​ 都是正數,由算幾不等式 4x​+x25​≥24x​×x25​​=2425​​=5,等號在 4x​=x25​,即 x=10 時成立,所以 a=5。 ∣y+1∣+∣y−5∣ 是數線上 y 到 −1 與到 5 的距離和,y 在 −1 與 5 之間(含端點)時最小,等於兩點的距離 6,所以 b=6。因此 a+b=11。
第 8 題419​−23​=419−83​​,而 19−83​=16−2×4×3​+3=(4−3​)2。4−3​>0,所以原式 =24−3​​。 因為 1<3​<2,所以 2<4−3​<3,1<24−3​​<23​,整數部分 a=1,小數部分 b=24−3​​−1=22−3​​。於是 1−b=23​​,4a(1−b)=4×1×23​​=23​。
找完全平方:要兩個數的平方和是 19、乘積的兩倍是 83​,取 4 與 3​。原式的近似值是 1.134。
第 9 題把式子整理成 m(x+1)−(y+3)=0,可以看出不論 m 是多少,L 都通過 (−1,−3);又 y=mx+(m−3),斜率是 m,y 截距是 m−3。 若 m<0:直線由左上往右下,x 取很小的負數時 y 是正的,會通過第二象限,不合。 若 m=0:L 是水平線 y=−3,不通過第二象限,合。 若 m>0:直線由左下往右上,x<0 的部分 y 都比 y 截距 m−3 小,而且可以任意接近 m−3;要這部分的 y 都不是正數,條件是 m−3≤0,即 m≤3。 綜合得 0≤m≤3。
m=3 時 L:y=3x 通過原點,原點不屬於任何象限,所以 3 要算進去。
第 10 題直線 OC 的斜率是 2−0−1−0​=−21​。過 B(4,2) 且與它平行的直線:y−2=−21​(x−4),整理成 y=−21​x+4 這條線。 直線 OA 的斜率是 −11​=−1,方程式是 y=−x。兩線聯立得 −x=−21​x+4,解出 x=−8、y=8,所以 D 的坐標是 (−8,8) 這一點。 由 C(2,−1) 與 D(−8,8) 算斜率:−8−28−(−1)​=−109​ 即為所求。
第 11 題解是「兩段向外」的形狀,所以 a=0 且 b>0(a=0 時解不是全體實數就是無解;b<0 時所有實數都是解;b=0 時解是除了一個點以外的所有實數)。 ∣ax+4∣=∣a∣​x+a4​​,所以 ∣ax+4∣>b 就是 ​x−(−a4​)​>∣a∣b​:數線上到 −a4​ 的距離大於 ∣a∣b​ 的點。另一方面,x>15 或 x<1 就是 ∣x−8∣>7。 對照:−a4​=8,a=−21​;∣a∣b​=7,b=27​。所以 a+b=−21​+27​=3。
檢查:​−21​x+4​>27​ 兩邊同乘 2 得 ∣x−8∣>7,即 x>15 或 x<1。
絕對值不等式的解用「中心與半徑」來看:中心是讓絕對值裡面等於 0 的點,半徑是右邊的數除以 x 係數的絕對值。

04填充 G~K(第 12~16 題):垂直、平移、指數與連乘

第 12 題直線 AB 的斜率是 3−(−2)5−1​=54​。∠ABP=90∘ 表示直線 BP 與直線 AB 垂直,兩斜率相乘是 −1,所以直線 BP 的斜率是 −45​。 設 P(p,0),則 p−30−5​=−45​,p−3=4,p=7。
檢查:AB2=41,BP2=16+25=41,AP2=81+1=82=41+41,符合畢氏定理。
第 13 題往下平移 3 單位:把 y 換成 y+3,得 3x−2(y+3)+1=0,即 3x−2y−5=0。再向左平移 h 單位:把 x 換成 x+h,得 3(x+h)−2y−5=0,即 3x−2y+(3h−5)=0。要與 L:3x−2y+1=0 是同一條直線,3h−5=1,所以 h=2。
L 的斜率是 23​:沿著直線往左走 2 單位,高度正好下降 3 單位,所以先下移 3 再左移 2,每個點都還在 L 上。
第 14 題設 8x=9y=6z/2=k。因為 x=0,所以 k=8x 是不等於 1 的正數。 由 8x=k,兩邊取 x1​ 次方得 8=kx1​,即 23=kx1​,所以 2=k3x1​ 成立。同理由 9=ky1​ 得 3=k2y1​,由 6z/2=k 得 6=kz2​ 兩式。 因為 6=2×3,所以 kz2​=k3x1​×k2y1​=k3x1​+2y1​。底數 k 是不等於 1 的正數,所以 z2​=3x1​+2y1​,兩邊的次方必須相等。 兩邊同乘 6z 得 12=x2z​+y3z​=xy2yz+3xz​,所以所求的值是 12 這個數。
第 15 題每一個括號都是 1+(n−1)(n+1)1​ 的形狀,n 從 16 到 47。通分得 1+(n−1)(n+1)1​=(n−1)(n+1)n2−1+1​=n−1n​×n+1n​ 兩個分數相乘。 把所有括號乘起來,分成兩串: 第一串 1516​×1617​×⋯×4647​,相鄰的分子分母對消,只剩 1547​ 一個分數。 第二串 1716​×1817​×⋯×4847​,對消後剩 4816​=31​ 一個分數。 兩串相乘:1547​×31​=4547​ 就是原式的值。
用到的是 (n−1)(n+1)=n2−1;第一個括號 15×17 對應 n=16,最後一個 46×48 對應 n=47。
第 16 題經過 8 天剩一半:N0​×a8=2N0​​,所以 a8=21​,a=(21​)81​,at=(21​)8t​。 要剩下 12N0​​:(21​)8t​=121​,即 28t​=12。 用參考數值把兩邊都寫成 10 的次方:左邊 28t​≈(100.3010)8t​=1080.3010t​;右邊 12=22×3≈100.6020×100.4771=101.0791。 所以 80.3010t​=1.0791,t=0.30108×1.0791​≈28.68。數量隨時間一直減少,第 28 天還比 12N0​​ 多,無條件進入取 29 天。
估一下是否合理:24 天是三個半衰期,剩 81​;32 天是四個半衰期,剩 161​;121​ 在兩者之間,t 介於 24 與 32。
底數不同的指數式,先換成同一個底數再比較次方;連乘的式子先把每一項拆成可以前後對消的形狀。

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單選第 1 題選項 (5) 要把負的次方拆成負十加上一個零到一之間的數,是第 10 位才開始不為零;多選第 4 題選項 (3)(4) 只知道平方的值,正負都可能;多選第 5 題選項 (4) 要用算幾不等式而且等號不成立;填充 D 題(本頁第 9 題)斜率為零與通過原點的兩個端點都要算進去;填充 I 題(本頁第 14 題)要把 8、9、6 都寫成同一個數的次方。詳解逐題寫在本頁。

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