御藍教育/段考卷/高一

段考詳解範圍:數與式(實數與根式、絕對值、指數與算幾不等式、常用對數)

南科實中 114 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 2 題(10 分)、多選題 3 題(24 分)、填充題 9 格(62 分)、混合題 2 題(14 分)

一、單選題(一題 5 分,共 10 分)
1
設 a 是正整數,若 2025114+a​ 可以化為有限小數,則 a 的最小值為何?
  1. (A) 1
  2. (B) 7
  3. (C) 11
  4. (D) 31
  5. (E) 48
2
某機構在 12 點時將營養劑投入培養皿中,此時細菌的數量為 X。已知此種細菌的數量每 5 小時成長為原來的 4 倍,例如當日 17 時數量為 4X,則當日 20 點時,菌種數量為多少?
  1. (A) 852​X
  2. (B) 854​X
  3. (C) 858​X
  4. (D) 8516​X
  5. (E) 16X
二、多選題(一題 8 分,共 24 分)(本頁第 3~5 題依序為原卷多選題第 1~3 題)
3
下列敘述哪些是正確的?
  1. (A) 2.025=9902023​
  2. (B) 1251141014​+5413​ 化為小數後,小數點後第 2025 位數字為 0
  3. (C) 若 a,b 為實數,a+2b 為有理數且 ab 為無理數,則 a,b 均為無理數
  4. (D) 已知 a 為實數且 a=0,若 a69、a108 都是有理數,則 a 必是有理數
  5. (E) 若 a,b 均為無理數,則 a+2b,3a−b 至少有一個為無理數
4
下列敘述哪些是正確的?
  1. (A) 已知實數 x 滿足 10x=12,則 x 約為 1.0791
  2. (B) 若 a=log(12345×10−7),則 −3<a<−2
  3. (C) log6 是有理數
  4. (D) n 是正整數,若 log(logn)=2,則 n 是 5 位數
  5. (E) 設 a,b 均為正實數,loga=18、logb=15,則 log(a−b) 最接近的整數值為 17
5
已知 a=7,b=7.7,c=37​ 和 d,且 d 為有理數,將這四個數標註於數線上,即 A(a)、B(b)、C(c) 和 D(d),試選出正確的選項。
  1. (A) ab+cd 可能為有理數
  2. (B) a,b,c 三者的大小關係為 a<b<c
  3. (C) ∣d−c∣ 的值有可能為 37​−7
  4. (D) 若 DA:DB=5:3,則 D 在 C 的左邊
  5. (E) 滿足 ∣x−d∣<c 的所有 x 中,正整數有 12 個,負整數有 3 個,則 d 的範圍為 (12−37​, 37​−3)
三、填充題(共 62 分)(本頁第 6~14 題依序為原卷填充題 1(1)、1(2)、2、3、4、5、6、7、8)
填充題 1(第 6~7 題) 試求下列各題:
6
(1) log1010​+log310​10​−(10​)log25−log9
7
(2) (2+3​)2​(2−3​)2​4339​×(161​)−3​×(94​)−23​​=3k,則 k= ____。
8
設 x,y 為有理數,若 (14−47+24​​​)x+(15+66​​)y=25−96​​,則數對 (x,y) 為 ____。
9
設 x 為實數且 9−x=2​+1,則 3x+3−x27x−27−x​ 之值為 ____。
10
設 x、y 與 z 皆為實數,若 5x=(3​)y=(315​)z,則 xz​+y2z​= ____。
11
設 x>1,且 x21​+x−21​=4,則 x+x−1+3x23​−x−23​−1​ 之值為 ____。
12
設 a,b 為實數,已知 ∣2x+a∣≤b 的解所形成的區間長度為 8,且 x=5 不是這個不等式的解,則 a 的範圍為 ____。
13
小智想用竹籬圍成一個長方形花園,並在其中兩邊分別留著寬 2 公尺及 1 公尺的出入口,如下圖所示。欲使花園面積至少為 324 平方公尺,則小智至少需準備多少公尺的竹籬?
載入中...
14
設 n 是正整數,若 (349​​)n 是 28 位數,且首位數字為 2,則 n 之值為 ____。
四、混合題(共 14 分)(本頁第 15、16 題依序為原卷混合題第 1、2 題)
15
若 2∣x+5∣+3∣x−3∣=k 有解,則 k 可以等於下列哪些選項?(6 分)
  1. (A) −5
  2. (B) 0
  3. (C) 3
  4. (D) 16
  5. (E) 2025
16
試以分段討論的方法,求滿足 2∣x+5∣+3∣x−3∣≤17+x 的實數 x 之範圍。(8 分)
02 · 答案

答案一覽,先對再看詳解

第 1 題(E)
第 2 題(A)
第 3 題(B)(C)(E)
第 4 題(A)(B)
第 5 題(A)(B)(C)(E)
第 6 題21​
第 7 題1241​
第 8 題(57​, 53​)
第 9 題2​−3
第 10 題3
第 11 題17303​−1​
第 12 題a>−2 或 a<−18
第 13 題69 公尺
第 14 題97
第 15 題(D)(E)
第 16 題1≤x≤4
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 1~2:有限小數與指數成長

第 1 題答案 (E)。2025=34×52。分數化成最簡後,分母只含質因數 2、5 才能化為有限小數,所以分子 114+a 必須把分母的 34=81 全部約掉,也就是 114+a 是 81 的倍數。比 114 大的最小 81 的倍數是 162,a=162−114=48。驗算:2025162​=252​=0.08。
分母的 52 不用約掉,只要處理 34。
第 2 題答案 (A)。每 5 小時變成 4 倍,經過 t 小時數量是 X⋅45t​。12 點到 20 點是 8 小時:458​=2516​=23⋅251​=852​,所以數量是 852​X。
8 小時不是 5 小時的整數倍,倍數要用分數指數 458​ 算,不能用比例 4×58​。

02多選(第 3~5 題):有理數與無理數、常用對數、數線

第 3 題答案 (B)(C)(E)。(A) 錯:設 y=2.025,1000y−10y=2025.25−20.25=2005,y=9902005​,不是 9902023​。(B) 對:1251141014​=9128.112,5413​=0.2407,相加得 9128.352740740⋯=9128.352740。小數點後第 4 位起每 3 位循環 7,4,0;2025−3=2022 是 3 的倍數,所以第 2025 位是一組循環的最後一位 0。(C) 對:若 a 是有理數,則 2b=(a+2b)−a 是有理數,b 也是有理數,ab 就是有理數,矛盾;若 b 是有理數,則 a=(a+2b)−2b 是有理數,同樣矛盾。(D) 錯:取 a=32​,a69=223、a108=236 都是有理數,但 a 是無理數。(E) 對:若 a+2b=r、3a−b=s 都是有理數,則 7a=r+2s 是有理數,a 是有理數,矛盾。
(D) 的 69 和 108 的最大公因數是 3,只能推出 a3 是有理數,所以反例找三次方根。
第 4 題答案 (A)(B)。(A) 對:x=log12=log(22×3)=2log2+log3≈2×0.3010+0.4771=1.0791。(B) 對:12345×10−7=1.2345×10−3,介於 10−3 和 10−2 之間,所以 −3<a<−2。(C) 錯:若 log6=qp​(p、q 為正整數),則 10p=6q;左邊是 5 的倍數,右邊不是,矛盾,所以 log6 是無理數。(D) 錯:log(logn)=2 表示 logn=102=100,n=10100,是 101 位數。(E) 錯:a−b=1018−1015=999×1015,log(a−b)=15+log999,而 log999 比 3 小一點點,所以 log(a−b)≈17.9996,最接近的整數是 18。
(E) 不能把 log(a−b) 當成 loga−logb;a 是 b 的 1000 倍,減掉 b 之後幾乎還是 a。
第 5 題答案 (A)(B)(C)(E)。b=7.7=970​≈7.78,c=37​=63​≈7.94。(A) 對:取 d=0,ab+cd=ab 是有理數。(B) 對:7<7.78<7.94(b2=814900​≈60.5<63=c2)。(C) 對:取 d=7,∣d−c∣=37​−7,而 7 是有理數。(D) 錯:AB=97​。D 是內分點時 d=7+85​×97​=77235​,在 C 的左邊;但 D 也可以是外分點(在 B 的右邊),這時 DA−DB=AB=97​ 佔 2 份,DA=1835​,d=7+1835​≈8.94>c,在 C 的右邊。(E) 對:解為 d−c<x<d+c。d−c<0<d+c,其中的整數要剛好是 −3,−2,⋯,12,所以 −4≤d−c<−3 且 12<d+c≤13,即 c−4≤d<c−3 且 12−c<d≤13−c。代 c≈7.94:3.94≤d<4.94 且 4.06<d≤5.06,交集是 12−37​<d<37​−3。
(D) 沒有說 D 在 A、B 之間,內分與外分都要看;(E) 兩組條件取交集時要比較 c−4 與 12−c、c−3 與 13−c 的大小。

03填充 1~2(第 6~8 題):對數、分數指數與雙重根號

第 6 題log1010​=log1023​=23​;log310​10​=log1032​=32​。第三項:log25−log9=log925​,所以 (10​)log925​=(10log925​)21​=925​​=35​。原式 =23​+32​−35​=21​。
10logA=A,底數是 10​=1021​ 時先把 21​ 提到外面。
第 7 題分母:(2+3​)2​(2−3​)2​=[(2+3​)(2−3​)]2​=12​=1。分子的四次方根裡面:339​=3⋅332​=335​,(161​)−3=163=212,所以 4335​×212​=3125​×23。另外 (94​)−23​=(49​)23​=(23​)3=2333​。分子 =3125​×23×2333​=3125​+3=31241​,所以 k=1241​。
四次方根只蓋到 (161​)−3 為止,(94​)−23​ 在根號外面;這樣 2 的次方剛好全部消掉。
第 8 題由內往外化簡。7+24​​=7+26​​=6​+1,所以 14−47+24​​=10−46​=10−224​,10−224​​=6​−4​=6​−2。15+66​​=15+254​​=9​+6​=3+6​。25−96​​=25−224​​=24​−1=26​−1。原式變成 (6​−2)x+(3+6​)y=26​−1,即 (−2x+3y)+(x+y)6​=−1+26​。x、y 是有理數,比較兩邊:x+y=2,−2x+3y=−1,解得 x=57​、y=53​。
雙重根號開出來要取正的:6​−2>0、26​−1>0,大的寫前面。
雙重根號先整理成 p±2q​​ 的樣子,再找兩個數和為 p、積為 q。

04填充 3~5(第 9~11 題):指數式求值

第 9 題9−x=3−2x=2​+1,所以 32x=2​+11​=2​−1。所求的分子分母同乘以 3x:分子 3x(27x−27−x)=34x−3−2x,分母 3x(3x+3−x)=32x+1。34x=(2​−1)2=3−22​,所以分子 =3−22​−(2​+1)=2−32​,分母 =2​。所求 =2​2−32​​=2​−3。
32x=2​−1<1 表示 x<0,27x<27−x,答案是負數(約 −1.586)。
第 10 題設 5x=(3​)y=(315​)z=t,即 5x=32y​=153z​=t(所求的式子要有意義,x、y 不為 0,所以 t=1)。於是 5=tx1​,3=ty2​,15=tz3​。由 15=5×3 得 tz3​=tx1​+y2​,所以 z3​=x1​+y2​。兩邊同乘以 z:xz​+y2z​=3。
把三個底數都寫成同一個數 t 的次方,再利用 15=5×3 把指數連起來。
第 11 題令 s=x21​+x−21​=4。平方得 x+2+x−1=16,所以 x+x−1=14。再令 d=x21​−x−21​,d2=x−2+x−1=12;因為 x>1,x21​>1>x−21​,所以 d=23​。由立方差公式,x23​−x−23​=(x21​−x−21​)(x+1+x−1)=23​×15=303​。所求 =14+3303​−1​=17303​−1​。
分子是「差」,要先求 x21​−x−21​,它的正負由 x>1 決定。
指數求值題先把條件化成「某個數的次方等於多少」,再把所求的每一項都改寫成它的次方。

05填充 6~8(第 12~14 題):絕對值不等式、算幾不等式與位數

第 12 題區間長度是 8,表示有解且 b>0。∣2x+a∣≤b 即 −b≤2x+a≤b,2−a−b​≤x≤2−a+b​,區間長度是 b,所以 b=8,解為 −2a​−4≤x≤−2a​+4。x=5 不在這個區間裡:5<−2a​−4 或 5>−2a​+4,分別得 a<−18 或 a>−2。
也可以直接把 x=5 代入:不是解就是 ∣10+a∣>8,得 a>−2 或 a<−18。
第 13 題設花園的長、寬為 x、y 公尺,xy≥324。竹籬長度是周長扣掉兩個出入口:2(x+y)−3。由算幾不等式 2x+y​≥xy​≥324​=18,所以 x+y≥36,竹籬長度 ≥2×36−3=69。等號在 x=y=18 時成立(邊長 18 公尺放得下兩個出入口),所以至少需要 69 公尺。
出入口共 3 公尺不用圍,是固定扣掉的量,不影響極值發生在正方形的時候。
第 14 題349​​=(732​)21​=731​,所以這個數是 73n​。它是 28 位數且首位數字為 2,表示 2×1027≤73n​<3×1027。取常用對數(log2≈0.3010、log3≈0.4771、log7≈0.8451):27.3010≤3n​×0.8451<27.4771,即 96.91⋯≤n<97.54⋯,所以 n=97。驗算:397​×0.8451≈27.3249,100.3249 介於 2 和 3 之間。
流傳版本的卷面沒有印 log2、log3、log7 的近似值,這裡用常用的 0.3010、0.4771、0.8451。
把正數寫成 10n+α(n 是整數、0≤α<1):n+1 決定位數,10α 落在哪兩個整數之間決定首位數字。

06混合題(第 15~16 題):兩個絕對值的和

第 15 題答案 (D)(E)。令 f(x)=2∣x+5∣+3∣x−3∣,分三段:x<−5 時 f(x)=−5x−1,x 越大值越小,且都大於 24;−5≤x<3 時 f(x)=−x+19,值從 24 降到接近 16;x≥3 時 f(x)=5x+1,值從 16 往上增加,沒有上限。所以 f(x) 的最小值是 f(3)=16,而且所有不小於 16 的數都取得到。f(x)=k 有解的條件是 k≥16,選 16 和 2025。
最小值發生在係數較大的那個絕對值的折點 x=3。
第 16 題分三段討論。① x<−5:−5x−1≤17+x,−6x≤18,x≥−3,與 x<−5 沒有交集,無解。② −5≤x<3:−x+19≤17+x,2x≥2,x≥1,與範圍取交集得 1≤x<3。③ x≥3:5x+1≤17+x,4x≤16,x≤4,與範圍取交集得 3≤x≤4。三段合起來:1≤x≤4。驗算端點:x=1 時左邊 12+6=18、右邊 18;x=4 時左邊 18+3=21、右邊 21,都剛好相等。
每一段解出來都要和那一段的範圍取交集,最後再把各段合併。
有兩個絕對值的式子,以兩個折點把數線分成三段,每一段去掉絕對值後都是一次式。

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多選第 1 題要把兩個分數各自化成小數再相加找循環節,並對有理數無理數的敘述各舉反例或反證;多選第 3 題的分點要同時考慮內分與外分,最後一個選項要由整數個數回推兩組不等式再取交集;填充第 2 題是三層的雙重根號,要由內往外化簡再比較係數;填充第 8 題要把位數與首位數字翻成常用對數的不等式。詳解逐題寫在本頁。

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