01 · 試題原卷 20 題,照原卷順序
單選題 4 題(20 分)、多重選擇題 3 題(15 分)、選填題 13 題(65 分);所有的分數型式的答案皆須化成最簡分數
一、單選題|第 1 題至第 4 題,每題有 5 個選項,其中只有一個是正確或最適當的選項。各題答對者,得 5 分;答錯、未作答或畫記多於一個選項者,該題以零分計算。
1
化簡 sin3π×cos32π= ____- (1) 453
- (2) −433
- (3) −43
- (4) −43
- (5) −453
2
若 sinθ 為方程式 6x2−7x−5=0 之一根,求 cos2θ= ____?- (1) −257
- (2) 257
- (3) −97
- (4) 21
- (5) 23
3
已知 a=cos(100π)∘,則下列選項何者正確?- (1) a=1
- (2) a=−1
- (3) 0≤a<21
- (4) 21≤a<1
- (5) −1<a≤−21
4
某公園內有個半徑 50 公尺的圓形池塘(O 為圓心),打算在池塘內建造一座 H 字形的木橋(如圖所示),其中 ∠AEF=∠EFD=90∘,且 EO=OF。試問這座木橋總長(AB+CD+EF)最長有多少公尺?- (1) 1005 公尺
- (2) 200 公尺
- (3) 250 公尺
- (4) 10010 公尺
- (5) 1503 公尺
二、多重選擇題|第 5 題至第 7 題,每題有 5 個選項,其中至少有一個是正確的選項。各題之選項獨立判定,所有選項均答對者,得 5 分;答錯 1 個選項者,得 3 分;答錯 2 個選項者,得 1 分;答錯多於 2 個選項或所有選項均未作答者,該題以零分計算。
5
右圖是三角函數 y=bcosax+c 的部分圖形,其中 a>0,則下列哪些選項是正確的?- (1) 週期為 23π
- (2) a=32
- (3) c=4
- (4) b=3
- (5) 點 (2π,25) 在圖形上
6
下列各選項中,哪些的值等於 21?- (1) sin(−210∘)
- (2) 2sin15∘cos15∘
- (3) 4cos340∘−3cos40∘
- (4) 1−2sin222.5∘
- (5) 1−tan275∘2tan75∘
7
關於函數 y=f(x)=3sinx+3cosx 的敘述,下列哪些正確?- (1) 週期為 2π
- (2) 函數有最大值 25
- (3) 在 x=3π 有最大值
- (4) 圖形對稱於直線 x=32π
- (5) 函數 y=∣f(x)∣ 的週期為 π
三、選填題|第 A 至 M 題,每格完全答對得 5 分,答錯不倒扣,未完全答對不給分。(原卷題號 A~M,本頁編為第 8~20 題)
8
當時鐘的時間為下午 3 點 40 分時,則此時時針與分針所夾之較小角為 ____ 弳。
9
已知 θ 與 1000∘ 為同界角,且 0≤θ≤2π,則 θ= ____。
10
將 y=sinx 之圖形以 y 軸為基準線,水平方向伸縮為原來的 41 倍,再向左平移 6π 單位,然後再以 x 軸為基準線,沿鉛直方向伸縮為原來的 2 倍,最後再向下平移 3 單位,所得方程式為 y=asin(bx+c)+d,0<c<2π,則序組 (a,b,c,d)= ____。
11
如圖,△ABC 為一直角三角形,AB=4,BC=3,若以 BC 為一邊向外做出一正方形 BCED,則 tan∠CAE= ____。 12
有一扇形的半徑為 r,鈍角圓心角為 θ 弳,若此扇形的周長為 12,面積為 9,則數對 (r,θ)= ____。
13
試求 sin23∘cos112∘−sin292∘sin67∘= ____。
14
△ABC 中,cosA=−53,cosB=1312,則 tanC= ____。
15
將 f(x)=2sin(x+6π)+2cosx 化為 Rsin(kx+θ) 的形式,其中 R>0,k>0,0≤θ<2π,求數對 (R,θ)= ____。
16
已知 −2π<x<0,且 3sin2x−cos2x+1=0,則 x= ____。 17
方程式 πx=8sinx 中,x 的解共有 ____ 個。
18
如圖,有一個半徑為 6 公分的圓形硬幣沿著地面一直線向左滾動了 8π 公分後,則此時 A 點離地面 ____ 公分。 19
設 y=2sinx+23cosx+6,若 0≤x≤π,當 x=x0 時,y=y0 有最大值。求此數對 (x0,y0)= ____。 20
在 0≤x≤2π 的範圍內,試求不等式 3sinx+cosx≥2 的解為 ____。 第 1 題(3)
第 2 題(4)
第 3 題(4)
第 4 題(1)
第 5 題(2)(4)(5)
第 6 題(1)(2)
第 7 題(1)(3)(5)
第 8 題1813π
第 9 題914π
第 10 題(2, 4, 32π, −3)
第 11 題379
第 12 題(3, 2)
第 14 題5633
第 16 題−3π
第 17 題15
第 18 題9
第 19 題(6π, 10)
第 20 題12π≤x≤127π
03 · 勾錯題號勾出錯的題號,看錯在哪幾章
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01單選題(第 1~4 題):特別角、二倍角、度與弧度、疊合求最大值
第 1 題答案 (3)。3π=60∘,32π=120∘。sin60∘=23,cos120∘=−cos60∘=−21,相乘得 23×(−21)=−43。 120∘ 在第二象限,餘弦是負的。
第 2 題答案 (4)。6x2−7x−5=(3x−5)(2x+1)=0,x=35 或 x=−21。正弦值介於 −1 與 1 之間,35 不合,所以 sinθ=−21。由二倍角公式 cos2θ=1−2sin2θ=1−2×41=21。
兩個根要先用 −1≤sinθ≤1 篩掉一個;cos2θ 只用到 sin2θ,不必再判斷象限。
第 3 題答案 (4)。括號外有度的記號,所以角度是 100π 度,約 314.16∘。它介於 300∘ 與 360∘ 之間,在第四象限;餘弦在 270∘ 到 360∘ 這段遞增,所以 cos300∘<a<cos360∘,即 21<a<1,落在 21≤a<1。
如果是 100π 弧度,那是 50 圈,餘弦值才是 1;這裡的單位是度,選 (1) 就是把單位看成弧度了。實際值 a=cos314.16∘=cos45.84∘≈0.697。
第 4 題答案 (1)。連 OA,設 ∠AOE=θ(0∘<θ<90∘)。直角三角形 AEO 中 OA=50,所以 AE=50sinθ、EO=50cosθ。OE 垂直弦 AB,會平分它,AB=2AE=100sinθ;又 OF=EO,同理 CD=100sinθ,EF=2EO=100cosθ。總長 =200sinθ+100cosθ=1005(52sinθ+51cosθ)=1005sin(θ+φ),其中 cosφ=52、sinφ=51。當 θ+φ=90∘ 時最大,最大值 1005 公尺。 確認取得到:
φ≈26.6∘,
θ≈63.4∘(
tanθ=2),在
0∘ 到
90∘ 之間。
1005≈223.6,比 (2) 的
200(
θ=90∘ 時兩條直徑重合的極端情形)大。
02多重選擇題(第 5~7 題):讀圖定係數、公式的形狀、疊合後的性質
第 5 題答案 (2)(4)(5)。圖形的最高點是 A(0,4),往右第一個最低點是 B(23π,−2)。最高點到相鄰最低點是半個週期,所以週期 =2×23π=3π,(1) 錯;a>0 時週期 =a2π=3π,a=32,(2) 對。x=0 時 y=b+c 是最大值,所以 b>0,且 b+c=4、−b+c=−2,解得 c=1、b=3,(3) 錯、(4) 對。函數是 y=3cos32x+1;代 x=2π:3cos3π+1=23+1=25,(5) 對。
c 是最大值與最小值的平均 24+(−2)=1,不是最大值 4。另外,原卷附圖在 π、2π 兩處把點畫在曲線與 x 軸的交點上,但由 A、B 定出的函數在 x=π 時 y=3cos32π+1=−21,與 x 軸的交點其實在 x≈2.87 與 x≈6.56;本頁的圖照 A、B 兩點畫,π、2π 只標成 x 軸刻度。原卷標準答案 (2)(4)(5) 與用 A、B 兩點算出的結果一致。
第 6 題答案 (1)(2)。(1) sin(−210∘)=−sin210∘=−(−21)=21,對。(2) 2sin15∘cos15∘=sin30∘=21,對。(3) 是三倍角公式 cos3θ=4cos3θ−3cosθ 的形狀,值為 cos120∘=−21,錯。(4) 1−2sin222.5∘=cos45∘=22,錯。(5) 1−tan275∘2tan75∘=tan150∘=−33,錯。 (3) 與 (5) 都是角度變大後跑到第二象限,正負號變了。
第 7 題答案 (1)(3)(5)。疊合:3sinx+3cosx=23(23sinx+21cosx)=23sin(x+6π)。(1) 對:週期 2π。(2) 錯:最大值是 32+(3)2=12=23。(3) 對:x=3π 時 x+6π=2π,正弦值為 1。(4) 錯:對稱軸要通過最高點或最低點,但 f(32π)=23sin65π=3,不是 ±23。(5) 對:∣f(x)∣=23sin(x+6π),把 x 軸下方的部分翻上來後,每隔 π 就重複一次。 振幅是
32+(3)2=9+3;
3 的平方是
3,不是
9 也不是
3。
03選填 A~E(第 8~12 題):弧度量、圖形變換、正切差角、扇形
第 8 題從 12 點方向順時針量:分針每分鐘走 6∘,40 分時在 240∘;時針每小時走 30∘、每分鐘走 0.5∘,3 點 40 分時在 90∘+20∘=110∘。夾角 240∘−110∘=130∘,小於 180∘,就是較小角。130∘=130×180π=1813π 弳。
時針不是停在 3 的位置,40 分鐘內它又往前走了 20∘。
第 9 題1000∘=2×360∘+280∘,所以同界角是 280∘。280∘=280×180π=914π,在 0 與 2π 之間。
第 10 題一步一步換:水平伸縮為 41 倍,把 x 換成 4x,得 y=sin4x。向左平移 6π,把 x 換成 x+6π,得 y=sin4(x+6π)=sin(4x+32π)。鉛直伸縮為 2 倍,得 y=2sin(4x+32π)。向下平移 3,得 y=2sin(4x+32π)−3。c=32π 在 0 與 2π 之間,(a,b,c,d)=(2,4,32π,−3)。
先伸縮再平移時,平移是把「x」換成 x+6π,所以 c=4×6π=32π,不是 6π。
第 11 題直角在 B。設 ∠CAB=α、∠EAD=β,A、B、D 在同一直線上,AD=4+3=7,DE=3。tanα=ABBC=43,tanβ=ADDE=73。∠CAE=α−β,所以 tan∠CAE=1+tanαtanβtanα−tanβ=1+43×7343−73=2837289=379。
∠CAE 不在任何直角三角形裡,要拆成兩個直角三角形的角相減。
第 12 題周長 =2r+rθ=12,面積 =21r2θ=9。由第一式 rθ=12−2r,代入第二式:21r(12−2r)=9,r2−6r+9=0,r=3。於是 3θ=6,θ=2。(r,θ)=(3,2)。
2 弳約 114.6∘,確實是鈍角。周長要記得加兩條半徑。
04選填 F~I(第 13~16 題):差角公式、第三個角的正切、疊合與解方程式
第 13 題把角度都換成 67∘ 與 112∘:sin23∘=cos67∘;sin292∘=sin(360∘−68∘)=−sin68∘=−sin112∘。原式 =cos67∘cos112∘+sin112∘sin67∘=cos(112∘−67∘)=cos45∘=22。 sin68∘=sin(180∘−68∘)=sin112∘;減去一個負的變成加,剛好湊成餘弦的差角公式。
第 14 題A、B 是三角形的內角,正弦為正:sinA=54,sinB=135,所以 tanA=−34,tanB=125。C=180∘−(A+B),tanC=−tan(A+B)=−1−tanAtanBtanA+tanB=−1+34×125−34+125=9141211=1211×149=5633。
cosA<0 表示 A 是鈍角,tanA 是負的;C 是銳角,tanC 為正,可以用來檢查正負號。
第 15 題先用和角公式展開:2sin(x+6π)=2(sinx⋅23+cosx⋅21)=3sinx+cosx,所以 f(x)=3sinx+3cosx。疊合:(3)2+32=12=23,f(x)=23(21sinx+23cosx)=23sin(x+3π)。k=1,(R,θ)=(23,3π)。 兩項的角不同(x+6π 與 x),不能直接疊合,要先展開成同一個角的 sinx、cosx。
第 16 題疊合:3sin2x−cos2x=2(23sin2x−21cos2x)=2sin(2x−6π),方程式變成 sin(2x−6π)=−21。−2π<x<0 時 −67π<2x−6π<−6π。在這個範圍內正弦值為 −21 的角只有 −65π(兩個端點 −67π、−6π 都不含在內)。2x−6π=−65π,x=−3π。 另一個常見的解
2x−6π=−6π 會得到
x=0,不在範圍內。驗算:
x=−3π 時
3sin(−32π)−cos(−32π)+1=−23+21+1=0。
05選填 J~M(第 17~20 題):數交點、滾動、範圍內的極值、三角不等式
第 17 題改寫成 sinx=8πx,數 y=sinx 與直線 y=8πx 的交點。正弦值介於 −1 與 1 之間,只需看 −8π≤x≤8π。x=0 是一個解。x>0 時直線在 x 軸上方,只會和正弦圖形的「山峰」相交:(0,π) 內 1 個(另一個交點就是 x=0);(2π,3π)、(4π,5π)、(6π,7π) 三個山峰,直線在峰頂處的高度依序是 165、169、1613,都小於 1,每個山峰各交 2 點。x=8π 時直線高度到 1,但 sin8π=0,沒有交點。所以 x>0 有 1+2+2+2=7 個。兩邊都是奇函數,x<0 也有 7 個。合計 7+7+1=15 個。
第一個山峰只多出 1 個正的解,因為另一個交點是原點;最後別忘了把 x=0 算進去。
第 18 題滾動不滑動時,硬幣轉過的弧長等於前進的距離 8π,所以轉了 68π=34π 弳,也就是 240∘。A 原本在圓心正下方,轉了 240∘ 後,圓心到 A 的方向與「正下方」夾 240∘,即與「正上方」夾 60∘。圓心離地 6 公分,A 比圓心高 6cos60∘=3 公分,所以 A 離地 6+3=9 公分。
也可以直接寫高度 =6−6cos34π=6+3=9。高度只跟轉了多少角度有關,向左或向右滾結果一樣。
第 19 題疊合:2sinx+23cosx=4(21sinx+23cosx)=4sin(x+3π),y=4sin(x+3π)+6。0≤x≤π 時 3π≤x+3π≤34π,這段包含 2π,正弦最大可以到 1。當 x+3π=2π,即 x0=6π 時,y0=4+6=10。 要先確認 2π 落在角度範圍內,才可以直接用振幅當最大值。
第 20 題疊合:3sinx+cosx=2sin(x+6π),不等式變成 sin(x+6π)≥22。0≤x≤2π 時 6π≤x+6π≤613π;在這個範圍內正弦值不小於 22 的只有 4π≤x+6π≤43π(下一段要從 49π 開始,已超過 613π)。各減 6π:12π≤x≤127π。 4π−6π=12π,43π−6π=127π。
看到 asinx+bcosx 先疊合成單一正弦,再把 x 的範圍換成整個角的範圍,方程式、不等式、極值都在那個範圍裡找。
同一次段考的其他學校
同樣是高二第一次段考,範圍相近,可以拿來限時再寫一份。
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上傳考卷常見問題
平鎮高中 114 上 高二第一次段考數學的答案在哪裡?
本頁列出全部 20 題的答案;答案由御藍教育逐題重新計算。
平鎮高中 114 上 高二第一次段考數學哪幾題最容易錯?
選填 I(本頁第 16 題)疊合後要把 x 的範圍換成整個角的範圍,範圍內只有一個解;選填 J(第 17 題)數交點時第一個山峰只多一個正的解,還要加上原點;選填 G(第 14 題)A 是鈍角、正切是負的;選填 D(第 11 題)要把角拆成兩個直角三角形的角相減;選填 C(第 10 題)先伸縮再平移,c 不是平移量本身。詳解逐題寫在本頁。
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題目取自平鎮高中 114 學年度上學期 高二第一次段考 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。