01 · 試題 原卷 20 題,照原卷順序 單選擇題 5 題、多選題 5 題、填充題 10 題,共 20 小題,每小題 5 分;卷頭注意事項:若有分數請化成最簡分數,若有根號請化成最簡,否則不予計分。原卷填充題 A~J,本頁編為第 11~20 題。答案已與學校公布的答案逐題核對。
一、單選擇題
1
下列數值中何者最大? (1) 2 − 0.9 (2) 4 1024 1 (3) ( 4 1 ) 3 (4) ( 0.25 ) 0.12 (5) ( 2 3 + 1 ) 1 − 3 2
對任意實數而言,3 − x 2 + 2 x + 3 的最大值為何? (1) 1 (2) 3 (3) 9 (4) 27 (5) 81 3
設 log k 3 = 3 1 ,則 k 的值為 (1) 27 1 (2) 3 1 (3) 1 (4) 3 (5) 27 4
放射性物質的半衰期 T 定義為「每經過時間 T ,該物質的質量會衰退成原來的一半」。鉛製容器中有 A 、B 兩種放射性物質,其半衰期分別為 T A 、T B 。開始記錄時這兩種物質的質量相等,112 天後測量發現物質 B 的質量為物質 A 的質量的八分之一。根據上述,試問 T A 、T B 滿足下列哪一個關係式? (1) − 3 + T A 112 = T B 112 (2) 3 + T A 112 = T B 112 (3) − 3 + log 2 T A 112 = log 2 T B 112 (4) 3 + log 2 T A 112 = log 2 T B 112 (5) 3 log 2 T A 112 = log 2 T B 112 5
下列敘述何者正確? (1) 若 log a 10 = 2 ,則 a = ± 10 (2) 設 m > 1 且 n > 1 ,則 log m 1 n 1 = log m n = log m 2 n 2 (3) 設 log β = − 19.527 ,則 − 19 代表 β 在小數點後第 9 位開始不為 0 (4) 設 r = log 5 6 ,s = log 6 5 ,則 log r s 為無理數 二、多選題: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。
6
如圖 4 個曲線 Γ 1 、Γ 2 、Γ 3 、Γ 4 分別為函數 y = a x 、y = b x 、y = c x 、y = d x 的圖形,請選出正確的選項。 (1) a > 1 (2) c > 1 (3) a < b (4) b > c (5) c > d 7
下列各式中,何者無意義? (1) log 5 ( − 5 ) (2) log 1 8 (3) log 3 π (4) log π − 4 2 (5) log π + 4 ( 4 − π ) 8
關於函數 y = log x 的圖形敘述,下列何者正確? (1) 必通過點 ( 1000 , 3 ) (2) 函數 y = log x 的圖形與任何一條水平線(即 y = k ,k 為任意實數)都會相交 (3) 若點 ( a , b ) 為函數 y = log x 圖形上的點,則點 ( a 2 , 2 b ) 也在函數 y = log x 圖形上 (4) 函數 y = log x 的圖形與函數 y = log x 1 的圖形對稱於 y 軸 (5) 若函數 y = f ( x ) 與函數 y = log x 的圖形對稱於直線 y = x ,且 P ( 2 1 , a ) 為 y = f ( x ) 圖形上一點,則 3 ≤ a < 4 9
令坐標平面上滿足 y = log x 的點 ( x , y ) 所成圖形為 Γ ,試問滿足下列哪些關係式的 ( x , y ) 所成圖形與 Γ 完全相同? (1) 5 y = log ( 5 x ) (2) 2 y = log ( x 2 ) (3) 3 y = log ( x 3 ) (4) x = 1 0 y (5) x 4 = 1 0 ( y 4 ) 10
關於對數函數圖形的敘述,下列哪些選項是正確的? (1) y = log x 為嚴格遞增函數(2) y = log x 與 y = log 10 1 x 的圖形對稱於 x 軸(3) y = log x 與 y = log ( − x ) 的圖形對稱於 y 軸(4) y = log x 對稱直線 x = y 之後的函數為 y = 1 0 x (5) 在 y = log x 的圖形上任取相異兩點 A ,B ,則直線 A B 的斜率為正。 三、填充題
11
求解方程 log 4 ( 12 − 2 x + 1 ) = x + 2 1 ,則 x = ____。
12
解方程式 log 3 ( x − 3 ) + log 3 ( x − 5 ) = 1 ,可得 x = ____。
13
試求 ( log 2 3 ) ( log 3 4 ) ( log 4 5 ) − log 5 2 1 之值為 ____。
14
已知 x = log 3 5 ,則 ( 3 ) 2 x + 9 − x = ____。 15
若 x , y 為實數,a > 0 ,b > 0 ,已知 x − 2 y = 2.8 且 log a = 3 x ,log b = 6 y ,則實數 b a 的整數部分是 ____ 位數。
16
滿足不等式 log ( x − 2 ) < log 100 ( 8 − x ) 之整數解共有 ____ 個。
17
顥顥將 10 萬元存入銀行,銀行告訴他:年利率為 3% ,每年複利一次。若顥顥希望本利和超過 20 萬時,再領出來使用,則顥顥至少需要等 ____ 年。(答案取整數)(log 1.03 ≈ 0.0128 ,log 2 ≈ 0.3010 ,log 3 ≈ 0.4771 )
18
如圖是 y = log 2 x 的圖形,已知 P ( 0 , log 2 3 ) ,Q ( 0 , log 2 12 ) ,M 是 P Q 的中點,過 P 、M 、Q 點分別作 x 軸的平行線交 y = log 2 x 的圖形於 A 、N 、B 點,試求 N 點的 x 坐標為 ____。 19
坐標平面上,x 坐標與 y 坐標均為整數的點稱為格子點。試問在函數圖形 y = log 2 x 、x 軸與直線 x = 8 所圍有界區域的內部(含邊界)共有多少個格子點? ____
20
已知 log 2 ≈ 0.3010 ,log 3 ≈ 0.4771 ,log 7 ≈ 0.8451 。若 6 50 是 n 位數字,且最高位數字為 a ,則數對 ( n , a ) = ( ____ , ____ ) 。
第 1 題 (4)
第 2 題 (5)
第 3 題 (5)
第 4 題 (2)
第 5 題 (2)
第 6 題 (1)(3)(4)
第 7 題 (1)(2)(4)
第 8 題 (1)(2)(3)(5)
第 9 題 (3)(4)
第 10 題 (1)(2)(3)(4)(5)
第 11 題 1
第 12 題 6
第 13 題 0
第 14 題 25 126
第 15 題 9
第 16 題 1
第 17 題 24
第 18 題 6
第 19 題 21
第 20 題 ( 39 , 8 )
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01 單選題(第 1~3 題):同底比大小、指數上的二次式、由對數值求底數第 1 題 答案 (4) 。全部化成以 2 為底:(1) 2 − 0.9 ;(2) 1024 1 = 2 − 10 ,開四次方得 2 − 4 10 = 2 − 2.5 ;(3) ( 2 − 2 ) 3 = 2 − 2 3 ;(4) 0.25 = 2 − 2 ,( 0.25 ) 0.12 = 2 − 0.24 ;(5) 指數相乘 ( 3 + 1 ) ( 1 − 3 ) = 1 − 3 = − 2 ,得 2 − 2 。底數 2 > 1 ,y = 2 x 遞增,指數越大值越大。指數由大到小是 − 0.24 > − 0.9 > − 2 > − 2.5 > − 2 3 ,所以 (4) 最大。 2 3 ≈ 3.46 。底數小於
1 的
( 0.25 ) 0.12 指數很小,值接近
1 ,反而最大。
第 2 題 答案 (5) 。指數 − x 2 + 2 x + 3 = − ( x − 1 ) 2 + 4 ≤ 4 ,等號在 x = 1 時成立。底數 3 > 1 ,y = 3 t 遞增,指數最大時值最大,最大值為 3 4 = 81 。
先求指數部分的最大值,再用指數函數的單調性;若底數小於 1 ,就要改求指數的最小值。
第 3 題 答案 (5) 。由對數的定義,log k 3 = 3 1 即 k 3 1 = 3 ,兩邊三次方得 k = 27 。底數 27 > 0 且 27 = 1 ,符合底數條件。
代回檢查:log 27 3 = 3 log 3 log 3 = 3 1 。
02 單選題(第 4、5 題):半衰期、對數敘述的判斷第 4 題 答案 (2) 。設開始時兩者質量都是 m 0 。經過 112 天,物質 A 經過了 T A 112 個半衰期,剩 m 0 ( 2 1 ) T A 112 ;物質 B 剩 m 0 ( 2 1 ) T B 112 。依題意 B 是 A 的 8 1 = ( 2 1 ) 3 倍:
( 2 1 ) T B 112 = ( 2 1 ) 3 ⋅ ( 2 1 ) T A 112 = ( 2 1 ) 3 + T A 112
指數函數是一對一的,所以 T B 112 = 3 + T A 112 ,就是 (2)。
B 剩得少,表示 B 衰退得快、半衰期較短,T B 112 比 T A 112 大 3 ,與 (2) 一致。
第 5 題 答案 (2) 。(1) 錯誤:log a 10 = 2 表示 a 2 = 10 ,但底數必須 a > 0 且 a = 1 ,所以只有 a = 10 ,不能取負。(2) 正確:用換底公式換成常用對數,log m 1 n 1 = − log m − log n = log m log n ;log m n = 2 1 log m 2 1 log n = log m log n ;log m 2 n 2 = 2 log m 2 log n = log m log n ,三者都等於 log m n (m > 1 使底數都大於 0 且不等於 1 )。(3) 錯誤:− 19.527 = − 20 + 0.473 ,所以 β = 1 0 0.473 × 1 0 − 20 ,而 1 < 1 0 0.473 < 10 ,β 從小數點後第 20 位才開始不為 0 。(4) 錯誤:s = log 6 5 = log 5 6 1 = r 1 ,所以 log r s = log r r − 1 = − 1 ,是有理數。 (3) 負的對數要寫成「負整數+介於 0 與 1 之間的小數」,− 19.527 的整數部分是 − 20 ;若首數是 − k ,就從小數點後第 k 位開始不為 0 。(4) 的 r = log 5 6 ≈ 1.113 ,不等於 1 ,可以當底數。
03 多選題(第 6、7 題):由圖形比較底數、對數有意義的條件第 6 題 答案 (1)(3)(4) 。Γ 1 、Γ 2 由左往右上升,底數大於 1 :a > 1 、b > 1 ;Γ 3 、Γ 4 由左往右下降,底數介於 0 與 1 之間:0 < c < 1 、0 < d < 1 。在 x = 1 處(y 軸右側),Γ 2 在 Γ 1 上方,所以 b 1 > a 1 ,b > a ;在 x = − 1 處(y 軸左側),Γ 3 在 Γ 4 上方,所以 c − 1 > d − 1 ,即 c 1 > d 1 ,c < d 。(1) 正確。 (2) 錯誤。 c < 1 。(3) 正確。 a < b 。(4) 正確。 b > 1 > c 。(5) 錯誤。 c < d 。
y 軸右側越陡(越高)的遞增曲線底數越大;y 軸左側越高的遞減曲線底數越小(越接近 0 )。
第 7 題 答案 (1)(2)(4) 。log a b 有意義的條件是底數 a > 0 、a = 1 ,且真數 b > 0 。(1) 正確(無意義)。 真數 − 5 < 0 。(2) 正確(無意義)。 底數是 1 。(3) 錯誤(有意義)。 底數 3 > 0 且不等於 1 ,真數 π > 0 。(4) 正確(無意義)。 π ≈ 3.14 ,底數 π − 4 < 0 。(5) 錯誤(有意義)。 底數 π + 4 > 1 ,真數 4 − π > 0 。 本題問「無意義」,選的是違反底數或真數條件的選項。
04 多選題(第 8~10 題):常用對數函數圖形的性質第 8 題 答案 (1)(2)(3)(5) 。(1) 正確。 log 1000 = 3 。(2) 正確。 對任意實數 k ,取 x = 1 0 k > 0 ,就有 log x = k ,所以 y = log x 的值域是所有實數,與每條水平線都相交(恰交一點)。(3) 正確。 b = log a (a > 0 ),則 log a 2 = 2 log a = 2 b ,點 ( a 2 , 2 b ) 在圖形上。(4) 錯誤。 log x 1 = − log x ,點 ( p , q ) 在 y = log x 上時,( p , − q ) 在 y = log x 1 上,兩圖形對稱於 x 軸,不是 y 軸。(5) 正確。 與 y = log x 對稱於直線 y = x 的圖形是 y = 1 0 x ,所以 a = 1 0 2 1 = 10 ;3 2 = 9 < 10 < 16 = 4 2 ,3 < 10 < 4 。 (4) 兩圖形的定義域都是
x > 0 ,不可能對稱於
y 軸(對稱於
y 軸的是
y = log ( − x ) )。(5)
10 ≈ 3.162 。
第 9 題 答案 (3)(4) 。Γ 是所有滿足 x > 0 且 y = log x 的點。(1) 錯誤。 5 y = log 5 + log x ,y = 5 log 5 + log x ,例如點 ( 1 , 0 ) 在 Γ 上,但 5 ⋅ 0 = log 5 。(2) 錯誤。 log ( x 2 ) 只要 x = 0 就有意義,例如 ( − 1 , 0 ) 滿足 2 ⋅ 0 = log 1 ,但不在 Γ 上(x > 0 時才等價於 y = log x )。(3) 正確。 log ( x 3 ) 有意義要 x 3 > 0 ,即 x > 0 ,此時 3 y = 3 log x ,y = log x ,圖形完全相同。(4) 正確。 x = 1 0 y 會使 x > 0 ,且由對數的定義 x = 1 0 y 等價於 y = log x 。(5) 錯誤。 例如 ( 10 , 1 ) 在 Γ 上,但 1 0 4 = 1 0 1 ;又 ( 1 , 0 ) 與 ( − 1 , 0 ) 都滿足 x 4 = 1 0 0 = 1 ,( − 1 , 0 ) 卻不在 Γ 上。
判斷「圖形完全相同」要兩個方向都檢查:Γ 上的點要滿足新式子,滿足新式子的點也要都在 Γ 上;改寫時多出來的負的 x 最容易漏看。
第 10 題 答案 (1)(2)(3)(4)(5) 。(1) 正確。 底數 10 > 1 ,y = log x 嚴格遞增。(2) 正確。 log 10 1 x = log 10 1 log x = − log x ,兩圖形對稱於 x 軸。(3) 正確。 點 ( p , q ) 在 y = log x 上時,( − p , q ) 滿足 q = log ( − ( − p )) ,在 y = log ( − x ) 上,兩圖形對稱於 y 軸。(4) 正確。 把 y = log x 的 x 、y 互換得 x = log y ,即 y = 1 0 x 。(5) 正確。 設 A ( x 1 , log x 1 ) 、B ( x 2 , log x 2 ) ,x 1 = x 2 。因為 y = log x 嚴格遞增,x 2 − x 1 與 log x 2 − log x 1 同號,斜率 x 2 − x 1 log x 2 − log x 1 > 0 。
(2) 底數互為倒數的兩個對數函數,圖形對稱於 x 軸;(4) 指數與對數函數互為反函數,圖形對稱於直線 y = x 。
05 填充 A~E(第 11~15 題):對數方程式、換底公式、指對互逆、位數第 11 題 由對數的定義,12 − 2 x + 1 = 4 x + 2 1 = 2 ⋅ 4 x 。令 u = 2 x > 0 ,得 12 − 2 u = 2 u 2 ,即 u 2 + u − 6 = 0 ,( u + 3 ) ( u − 2 ) = 0 。u > 0 ,所以 u = 2 ,x = 1 。檢查真數:12 − 2 2 = 8 > 0 。
代回:log 4 8 = 2 3 = 1 + 2 1 ,成立。
第 12 題 真數條件:x − 3 > 0 且 x − 5 > 0 ,即 x > 5 。由對數律,log 3 [ ( x − 3 ) ( x − 5 ) ] = 1 ,( x − 3 ) ( x − 5 ) = 3 ,x 2 − 8 x + 12 = 0 ,( x − 2 ) ( x − 6 ) = 0 ,x = 2 或 x = 6 。x = 2 不合真數條件,所以 x = 6 。
代回:log 3 3 + log 3 1 = 1 + 0 = 1 。x = 2 會讓兩個真數都是負的,要捨去。
第 13 題 用換底公式:( log 2 3 ) ( log 3 4 ) ( log 4 5 ) = log 2 log 3 ⋅ log 3 log 4 ⋅ log 4 log 5 = log 2 log 5 = log 2 5 ;而 log 5 2 1 = log 2 log 5 = log 2 5 。所以原式 = log 2 5 − log 2 5 = 0 。
log a b ⋅ log b c = log a c ,連乘時中間的底數與真數會一層層消去。
第 14 題 x = log 3 5 即 3 x = 5 。( 3 ) 2 x = ( 3 2 1 ) 2 x = 3 x = 5 ;9 − x = ( 3 x ) − 2 = 5 − 2 = 25 1 。所以原式 = 5 + 25 1 = 25 126 。126 與 25 互質,已是最簡分數,與答案卡「分子三格、分母兩格」的形式相符。
第 15 題 log b a = log a − log b = 3 x − 6 y = 3 ( x − 2 y ) = 3 × 2.8 = 8.4 。所以 b a = 1 0 8.4 = 1 0 0.4 × 1 0 8 ,而 1 < 1 0 0.4 < 10 ,即 1 0 8 < b a < 1 0 9 ,整數部分是 9 位數。
首數(log 值的整數部分)是 8 ,整數部分的位數是 8 + 1 = 9 。
06 填充 F、G(第 16、17 題):對數不等式、複利第 16 題 真數條件:x − 2 > 0 且 8 − x > 0 ,即 2 < x < 8 。換底:log 100 ( 8 − x ) = log 100 log ( 8 − x ) = 2 1 log ( 8 − x ) ,不等式化為 2 log ( x − 2 ) < log ( 8 − x ) ,即 log ( x − 2 ) 2 < log ( 8 − x ) 。底數 10 > 1 ,y = log x 遞增,所以 ( x − 2 ) 2 < 8 − x ,x 2 − 3 x − 4 < 0 ,( x − 4 ) ( x + 1 ) < 0 ,− 1 < x < 4 。與真數條件取交集得 2 < x < 4 ,整數解只有 x = 3 ,共 1 個。
代回 x = 3 :左邊 log 1 = 0 ,右邊 log 100 5 > 0 ,成立;x = 4 時兩邊都是 log 2 ,不等號不成立。
第 17 題 n 年後本利和為 10 ( 1.03 ) n 萬元。要 10 ( 1.03 ) n > 20 ,即 ( 1.03 ) n > 2 。兩邊取常用對數,n log 1.03 > log 2 ,n > 0.0128 0.3010 ≈ 23.5 。n 是正整數,至少要等 24 年。
0.0128 0.3010 = 23.515625 ;直接計算 ( 1.03 ) 23 ≈ 1.974 < 2 ,( 1.03 ) 24 ≈ 2.033 > 2 ,結果一致。
07 填充 H~J(第 18~20 題):對數圖形上的中點、格子點、位數與最高位數字第 18 題 M 是 P Q 的中點,所以 M 的縱坐標是 2 log 2 3 + log 2 12 = 2 log 2 36 = log 2 36 = log 2 6 。過 M 的水平線交 y = log 2 x 於 N ,N 的縱坐標 log 2 x = log 2 6 ,y = log 2 x 是一對一的,所以 x = 6 。縱坐標取算術平均,對應的橫坐標是幾何平均:
3 × 12 = 6 ,不是
2 3 + 12 = 7.5 。
第 19 題 區域是 1 ≤ x ≤ 8 、0 ≤ y ≤ log 2 x 。逐條鉛直線 x = k (k = 1 , 2 , ⋯ , 8 )數 y 為整數且 0 ≤ y ≤ log 2 k 的點,個數是 log 2 k 的整數部分加 1 :k = 1 時 log 2 1 = 0 ,1 個;k = 2 , 3 時 1 ≤ log 2 k < 2 ,各 2 個;k = 4 , 5 , 6 , 7 時 2 ≤ log 2 k < 3 ,各 3 個;k = 8 時 log 2 8 = 3 ,4 個。共 1 + 2 × 2 + 3 × 4 + 4 = 21 個。
x 軸上的 ( 1 , 0 ) 到 ( 8 , 0 ) 這 8 個點、曲線上的 ( 2 , 1 ) 、( 4 , 2 ) 、( 8 , 3 ) 都在邊界上,要算進去。
第 20 題 log 6 50 = 50 ( log 2 + log 3 ) = 50 × 0.7781 = 38.905 。首數是 38 ,所以 6 50 是 39 位數,n = 39 。尾數 0.905 :log 8 = 3 log 2 = 0.9030 ,log 9 = 2 log 3 = 0.9542 ,0.9030 < 0.905 < 0.9542 ,所以 6 50 = 1 0 0.905 × 1 0 38 的 1 0 0.905 介於 8 與 9 之間,最高位數字 a = 8 。數對 ( n , a ) = ( 39 , 8 ) 。
用更精確的值 log 6 ≈ 0.778151 ,50 log 6 ≈ 38.9076 ,結論相同。
指對數的題目先寫條件(底數大於 0 且不等於 1 、真數大於 0 、代換後新變數的範圍),再化成同底或代換成多項式來解;判斷圖形是否相同、對稱與否,都回到「點 ( p , q ) 在不在圖形上」來檢查。
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平鎮高中 114 上 高二第二次段考數學哪幾題最容易錯? 多選第 9 題要注意改寫後的式子會不會多出 x 為負的點;單選第 5 題的負對數要先寫成負整數加上零到一之間的小數;填充 I(本頁第 19 題)要逐條直線數格子點、別漏了 x 軸上的點;填充 F(本頁第 16 題)兩邊要先換成同底,再和真數條件取交集。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。