御藍教育/段考卷/高二

段考詳解範圍:正餘弦的疊合、指數與對數函數(指數律、對數律與換底、常用對數、指對數方程式與不等式及應用)

平鎮高中 110 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

共 20 小題,每小題 5 分,共 100 分;分數、根號須化成最簡。原卷題號 1~17,第 8、10、11 題各有兩小題,本頁依序編為第 1~20 題:原卷第 8 題=第 8、9 題,第 9 題=第 10 題,第 10 題=第 11、12 題,第 11 題=第 13、14 題,第 12~17 題=第 15~20 題。卷頭附對數值:log₁₀2≈0.3010、log₁₀3≈0.4771、log₁₀5≈0.6990、log₁₀7≈0.8451。答案已與學校公布的答案逐題核對,20 小題全部一致。

答題說明:請將答案畫在答案卡內,共 20 小題,每小題 5 分
1
關於函數 y=sinx−cosx 的圖形,選出正確的選項(多選)。
  1. (1) 週期為 π
  2. (2) 振幅為 2
  3. (3) 與 y 軸的交點為 (0,−1)
  4. (4) 與 x 軸有無限多個交點
  5. (5) 對稱於直線 x=4π​
2
下列哪一個數值最接近 2?
  1. (1) 3​cos44∘+sin44∘
  2. (2) 3​cos54∘+sin54∘
  3. (3) 3​cos64∘+sin64∘
  4. (4) 3​cos74∘+sin74∘
  5. (5) 3​cos84∘+sin84∘
3
求函數 y=3​sin(x+6π​)−2sinx 的最大值。____
4
在 0≤x≤2π​ 的範圍內,求函數 y=sinx−3​cosx+1 的最大值。____
5
求函數 y=cos2x+3​sinxcosx 的最大值。____
6
求兩函數 y=9x 與 y=33x−2 的圖形交點坐標。____
7
設 P、Q 分別為直線 y=3、y=6 與 y=2x 的交點,求線段 PQ 的長度。____
原卷第 8 題(第 8~9 題) 解下列各不等式:
8
(1) 9x+3x−2≥0。____
9
(2) (31​)x2−x≤(91​)2x+3。____
10
解下列對數不等式 2log31​​(x−1)>log31​​(7−x) ____
原卷第 10 題(第 11~12 題) 求下列各式的值:
11
(1) log2​602​+log3​601​+log5​601​。____
12
(2) (log2​5+log8​125​)(log25​4+log5​81​)。____
原卷第 11 題(第 13~14 題) 解下列各方程式:
13
(1) logx+log(x−1)=1+log2。____
14
(2) log3​(3x+243)=2x​+2+log3​4 ____
15
已知 (a,b) 是對數函數 y=logx 圖形上一點,問:下列哪些選項中的點也會在 y=logx 的圖形上?(多選)。
  1. (1) (1,0)
  2. (2) (10a,b+1)
  3. (3) (a1​,1−b)
  4. (4) (2a,2b)
16
已知 log2≈0.3010,求滿足 100n>21000 的最小正整數 n。____
17
將 (349​)50 寫成科學記號 (349​)50=a×10n,其中 1≤a<10,且 n 為正整數。若 a 的整數部分為 m 則數對 (m,n)= ____ 對數值:log10​2≈0.3010,log10​3≈0.4771,log10​5≈0.6990,log10​7≈0.8451
18
設 x0​、y0​ 為正實數。若坐標平面上的點 (10x0​,100y0​) 在函數 y=10x 的圖形上,則點 (x0​,logy0​) 會在直線 y=ax+b 的圖形上,其中 a、b 為實數。試問 2a+b 的值為何?____
19
小華準備向銀行貸款 1 百萬元當做創業基金,其年利率為 3%,約定三年期滿一次還清貸款的本利和。銀行貸款一般以複利(每年複利一次)計息還款,但給小華創業優惠改以單利計息還款。問在此優惠下,小華在三年期滿還款時可以比一般複利計息少繳多少錢?____
20
設 a,b,c 為實數且滿足 loga=1.1、logb=2.2、logc=3.3。試選出正確的選項。(多選)。
  1. (1) a+c=2b
  2. (2) 1<a<10
  3. (3) 1000<c<2000
  4. (4) b=2a
  5. (5) a,b,c 成等比數列
02 · 答案

答案一覽,先對再看詳解

第 1 題(3)(4)
第 2 題(1)
第 3 題1
第 4 題2
第 5 題23​
第 6 題(2,81)
第 7 題10​
第 8 題x≥0
第 9 題x≥6 或 x≤−1
第 10 題1<x<3
第 11 題1
第 12 題−3
第 13 題5
第 14 題4 或 6
第 15 題(1)(2)
第 16 題151
第 17 題(1,28)
第 18 題18
第 19 題2727 元
第 20 題(3)(5)
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第 1~5 題:正餘弦的疊合

第 1 題

答案 (3)(4)。

① 疊合:y=sinx−cosx=2​(sinx⋅22​​−cosx⋅22​​)=2​sin(x−4π​)。

(1) 錯誤。 x 的係數是 1,週期是 2π。

(2) 錯誤。 振幅是 2​,不是 2。

(3) 正確。 x=0 時 y=sin0−cos0=−1,交點是 (0,−1)。

(4) 正確。 sin(x−4π​)=0 時 x=4π​+kπ(k 為整數),有無限多個。

(5) 錯誤。 x=4π​ 時 y=0,是圖形穿過 x 軸的點,不是最高點或最低點,所以 x=4π​ 不是對稱軸。例如 x=0 時 y=−1,對稱的位置 x=2π​ 時 y=1,兩者不相等。

所以答案 (3)(4)。

載入中...
正弦型圖形的對稱軸通過最高點或最低點:x=43π​+kπ。x=4π​ 是對稱中心 (4π​,0) 所在的位置,圖形對這一點成點對稱。
第 2 題

答案 (1)。

① 疊合:3​cosθ+sinθ=2(sinθ⋅21​+cosθ⋅23​​)=2sin(θ+60∘)。

② 最大值是 2,發生在 θ+60∘=90∘,也就是 θ=30∘。

③ 五個選項的 θ 是 44∘、54∘、64∘、74∘、84∘,θ+60∘ 介於 104∘ 與 144∘ 之間。

④ 在 90∘ 到 180∘ 之間正弦遞減,角越小值越大,所以 θ=44∘ 的值最大、最接近 2。

答案 (1)。

載入中...
五個值依序約為 1.94、1.83、1.66、1.44、1.18,都小於 2,所以「最接近 2」就是「最大」。卷面最後一個選項的代號印成 (4),它是第五個選項。
第 3 題

① 用和角公式展開:3​sin(x+6π​)=3​(sinx⋅23​​+cosx⋅21​)=23​sinx+23​​cosx。

② 減去 2sinx:y=−21​sinx+23​​cosx。

③ 疊合:(−21​)2+(23​​)2=1,取 cosφ=−21​、sinφ=23​​,φ=32π​,得 y=sin(x+32π​)。

④ 正弦的最大值是 1,例如 x=−6π​ 時取到。

最大值 1。

載入中...
asinx+bcosx 的最大值就是 a2+b2​,這裡 41​+43​​=1。
第 4 題

① 疊合:sinx−3​cosx=2(sinx⋅21​−cosx⋅23​​)=2sin(x−3π​),所以 y=2sin(x−3π​)+1。

② 範圍:0≤x≤2π​,所以 −3π​≤x−3π​≤6π​。

③ 在這一段,sin(x−3π​) 隨 x 增加而遞增,從 −23​​ 增加到 21​。

④ 最大值在 x=2π​:y=2×21​+1=2。

最大值 2。

載入中...
沒有範圍限制時最大值是 2+1=3;本題 x−3π​ 到不了 2π​,所以只能取到 2。
第 5 題

① 用倍角公式降次:cos2x=21+cos2x​,sinxcosx=21​sin2x。

② 代入:y=21​+21​cos2x+23​​sin2x。

③ 疊合:23​​sin2x+21​cos2x=sin(2x+6π​),所以 y=sin(2x+6π​)+21​。

④ 正弦最大是 1(例如 x=6π​),所以最大值是 1+21​=23​。

最大值 23​。

載入中...
看到 cos2x、sinxcosx 這種二次式,先降成 2x 的一次式再疊合。
asinx+bcosx 一律先疊合成 a2+b2​sin(x+φ),週期、振幅、最大值、範圍內的極值都從這個形式讀。

02第 6~10 題:指數函數與指對數不等式

第 6 題

① 化成同底:9x=(32)x=32x。

② 交點滿足 32x=33x−2,指數函數是一對一的,所以 2x=3x−2,x=2。

③ 代回:y=92=81。

交點坐標 (2, 81)。

載入中...
方程式 2x=3x−2 只有一個解,兩個圖形恰好交於一點。x<2 時 9x 在上方,x>2 時 33x−2 在上方。
第 7 題

① P 在 y=3 上:2x=3,x=log2​3,P(log2​3, 3)。

② Q 在 y=6 上:2x=6,x=log2​6,Q(log2​6, 6)。

③ 水平距離 log2​6−log2​3=log2​36​=log2​2=1;鉛直距離 6−3=3。

④ PQ​=12+32​=10​。

答案 10​。

載入中...
不必算出 log2​3 的值,兩個對數相減直接用對數律合併。
第 8 題

① 令 t=3x,則 t>0,且 9x=(3x)2=t2。

② 不等式變成 t2+t−2≥0,因式分解 (t+2)(t−1)≥0。

③ t>0 時 t+2>0,所以只要 t−1≥0,即 3x≥1=30。

④ 底數 3>1,指數函數遞增,所以 x≥0。

答案 x≥0。

載入中...
t≤−2 那一段不必考慮,因為 3x 永遠是正的。
第 9 題

① 化成同底:(91​)2x+3=(31​)2(2x+3)=(31​)4x+6。

② 不等式變成 (31​)x2−x≤(31​)4x+6。

③ 底數 31​<1,指數函數遞減,比指數時不等號要反向:x2−x≥4x+6。

④ 移項:x2−5x−6≥0,(x−6)(x+1)≥0。

答案 x≥6 或 x≤−1。

載入中...
最常見的錯是忘了底數小於 1 要反向,會誤得 −1≤x≤6。
第 10 題

① 真數條件:x−1>0 且 7−x>0,所以 1<x<7。

② 在這個範圍內 x−1>0,2log31​​(x−1)=log31​​(x−1)2。

③ 不等式變成 log31​​(x−1)2>log31​​(7−x)。底數 31​<1,對數函數遞減,真數的大小要反過來:(x−1)2<7−x。

④ 展開:x2−2x+1<7−x,x2−x−6<0,(x−3)(x+2)<0,得 −2<x<3。

⑤ 與真數條件 1<x<7 取交集:1<x<3。

答案 1<x<3。

載入中...
真數條件一定要先寫:只解 ④ 會得到 −2<x<3,其中 −2<x≤1 會讓 log31​​(x−1) 沒有意義。
指數、對數不等式先化成同底;底數小於 1 時不等號反向;對數題先寫真數條件,最後取交集。

03第 11~14 題:對數律、換底與對數方程式

第 11 題

① 換底公式的倒數形式:loga​b1​=logb​a。

② 所以 log2​602​=2log60​2=log60​4,log3​601​=log60​3,log5​601​=log60​5。

③ 相加:log60​4+log60​3+log60​5=log60​(4×3×5)=log60​60=1。

答案 1。

第 12 題

① 第一個括號:log8​125​=log23​523​=23​×31​log2​5=21​log2​5,所以 log2​5+log8​125​=23​log2​5。

② 第二個括號:log25​4=log52​22=log5​2,log5​81​=log5​2−3=−3log5​2,相加得 −2log5​2。

③ 相乘:23​log2​5×(−2log5​2)=−3log2​5⋅log5​2。

④ log2​5⋅log5​2=1,所以原式 =−3。

答案 −3。

logam​bn=mn​loga​b 是這題的主角;loga​b⋅logb​a=1 由換底公式得到。
第 13 題

① 真數條件:x>0 且 x−1>0,所以 x>1。

② 左邊合併:logx+log(x−1)=logx(x−1);右邊:1+log2=log10+log2=log20。

③ 對數函數是一對一的,所以 x(x−1)=20,x2−x−20=0,(x−5)(x+4)=0。

④ x=5 或 x=−4,只有 x=5 合乎 x>1。

答案 x=5。

x=−4 代回原式,log(−4) 沒有意義,要捨去。
第 14 題

① 右邊寫成一個對數:2x​+2+log3​4=log3​32x​+log3​9+log3​4=log3​(36⋅32x​)。

② 兩邊真數相等:3x+243=36⋅32x​。

③ 令 t=32x​>0,則 3x=t2,方程式變成 t2−36t+243=0,(t−9)(t−27)=0。

④ t=9=32 時 2x​=2,x=4;t=27=33 時 2x​=3,x=6。

⑤ 兩個 t 都是正數,3x+243 也一定是正數,兩解都合。

答案 x=4 或 6。

驗算:x=4 時左邊 log3​324=log3​(81×4)=4+log3​4,右邊 2+2+log3​4,相等;x=6 時左邊 log3​972=log3​(243×4)=5+log3​4,右邊 3+2+log3​4,相等。
對數式先統一底數或化成一個對數;方程式記得真數條件,遇到 3x 與 3x/2 同時出現就整體代換成二次方程式。

04第 15~20 題:對數函數與常用對數的應用

第 15 題

答案 (1)(2)。已知 a>0 且 b=loga。

(1) 正確。 log1=0。

(2) 正確。 log(10a)=log10+loga=1+b。

(3) 錯誤。 loga1​=−loga=−b;落在圖形上的是 (a1​,−b),而 1−b=−b。

(4) 錯誤。 log(2a)=log2+b,要等於 2b 必須 b=log2,也就是只有 a=2 時才成立,不是每個 (a,b) 都對。

所以答案 (1)(2)。

載入中...
(2) 的意思是:橫坐標乘 10,縱坐標就加 1。(4) 舉例:a=10、b=1 時,(20,2) 不在圖形上,因為 log20≈1.301。
第 16 題

① 兩邊都是正數,取常用對數(底數 10>1,不等號方向不變):nlog100>1000log2。

② log100=2,log2≈0.3010:2n>301,n>150.5。

③ 最小的正整數是 151。

答案 151。

100n=102n,21000=101000log2≈10301,所以只要 2n>301。用更精確的 log2≈0.30103 得 n>150.515,答案一樣是 151。
第 17 題

① (349​)50=(732​)50=73100​。

② 取常用對數:log73100​=3100​×0.8451=384.51​=28.17。

③ 寫成 28+0.17:首數 28,所以 n=28;loga=0.17。

④ log1=0<0.17<0.3010=log2,所以 1<a<2,整數部分 m=1。

答案 (m,n)=(1,28)。

a=100.17≈1.48。科學記號 a×10n 中,n 是常用對數的整數部分,a 由小數部分決定。
第 18 題

① 點 (10x0​,100y0​) 在 y=10x 上:100y0​=1010x0​。

② 兩邊取常用對數:log(100y0​)=10x0​,即 2+logy0​=10x0​。

③ 整理:logy0​=10x0​−2。這表示點 (x0​,logy0​) 一定在直線 y=10x−2 上。

④ 所以 a=10、b=−2,2a+b=20−2=18。

答案 18。

載入中...
y0​>0,取對數才有意義;x0​ 可以是任何正數,所有這樣的點連起來就是直線 y=10x−2 在 x>0 的部分;這條直線與 x 軸交於 x=0.2。
第 19 題

① 複利:每年本利和乘上 1.03,三年後 1000000×1.033。

② 1.032=1.0609,1.033=1.0609×1.03=1.092727,所以複利本利和 =1092727 元。

③ 單利:每年利息都是 1000000×3%=30000 元,三年後本利和 =1000000+3×30000=1090000 元。

④ 相差 1092727−1090000=2727 元。

年123​單利本利和103000010600001090000​複利本利和103000010609001092727​​

答案 2727 元。

第一年兩者相同;差別在複利把前一年的利息也算進本金,第二年起就多出「利息的利息」。
第 20 題

答案 (3)(5)。由定義 a=101.1、b=102.2、c=103.3,三個都是正數。

(1) 錯誤。 logc=3.3>3,所以 c>1000;logb=2.2<2.3010=log200,所以 b<200,2b<400。於是 a+c>c>1000>2b,不相等。

(2) 錯誤。 loga=1.1>1=log10,所以 a>10。

(3) 正確。 log1000=3<3.3;log2000=log2+3≈3.3010>3.3,所以 1000<c<2000。

(4) 錯誤。 logb=2.2=2loga=loga2,所以 b=a2;a2=2a 只在 a=2 時成立,但 a>10。

(5) 正確。 logb−loga=1.1=logc−logb,即 ab​=bc​=101.1,三數成等比數列。

所以答案 (3)(5)。

載入中...
對數成等差(公差 1.1),原數就成等比(公比 101.1)。近似值:a≈12.6、b≈158.5、c≈1995.3。
常用對數把乘方變成乘法、把乘法變成加法:比大數取對數,科學記號看首數與尾數,對數成等差就是原數成等比。

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  • 《指數與對數函數》單元冊 09・高二上(數A)

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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。

題目取自平鎮高中 110 學年度上學期 高二第二次段考 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。

免責聲明:本站段考卷為各校定期考原卷,由御藍教育重新打字排版,供學生練習與檢討使用;答案與詳解為御藍教育撰寫,不是學校的官方版本。 如有學校、命題老師或出版社認為內容不宜公開,請來信 service@royalblue-education.com,我們會在收到後一週內下架處理。

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