御藍教育/段考卷/高二

段考詳解範圍:指數與對數函數(指數律、對數律與換底公式、指數與對數函數的圖形、指對數方程式與不等式、指數與對數的應用)

屏東高中 113 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

單選題 5 題、多選題 5 題、選填題 10 題,原卷未印配分。原卷單選 1~5、多選 6~10、選填 A~J,本頁依序編為第 1~20 題(選填 A~J 為第 11~20 題)。本卷沒有學校公布的答案,本頁答案為本站依題目計算。

一、單一選擇題
1
若 y=loga​x,y=logb​x,y=logc​x,y=logd​x 的圖形為 A,B,C,D(如下圖所示),其中 A 和 C,B 與 D 分別對稱 x 軸。試判斷底數 a,b,c,d 的大小關係。
  1. (1) a>b>c>d
  2. (2) a<b<c<d
  3. (3) b>a>c>d
  4. (4) b>a>d>c
  5. (5) 無法比較
載入中...
2
聲音的強度是每平方公尺多少能量(單位:W/m2,W 為瓦特),若某一發聲體的強度為 I(W/m2),將它換算成分貝 d 表示時,其公式為 d(I)=10logI0​I​,I0​=10−12(W/m2)。若有一支 50 分貝的汽笛和二十支 40 分貝的汽笛齊響,測得的音量最接近多少分貝?
  1. (1) 50
  2. (2) 55
  3. (3) 60
  4. (4) 90
  5. (5) 130
3
設 a=1920,b=1030,c=4010,d=350,則 a,b,c,d 的大小何者正確?
  1. (1) a>b>c>d
  2. (2) b>a>d>c
  3. (3) a>b>d>c
  4. (4) b>d>c>a
  5. (5) b>d>a>c
4
下圖為函數 y=ax+b 的部分圖形,其中 a,b 均為常數,則下列何者為真?
  1. (1) 0<a<1,b>0
  2. (2) 0<a<1,b<0
  3. (3) a>1,b>0
  4. (4) a>1,b<0
  5. (5) a>1,b<1
載入中...
5
有些數學家在學術研究之餘,樂於玩弄只用三個數字及數學符號來表示實數。例如用 2,3,4 等三數表成實數 2(34) 就是一個例子。請問:這個實數是幾位數?
  1. (1) 5
  2. (2) 6
  3. (3) 10
  4. (4) 25
  5. (5) 30
二、多重選擇題
6
下列哪些為方程式 4x+1−6×2x+2=0 的解?
  1. (1) 0
  2. (2) 1
  3. (3) 21​
  4. (4) −1
  5. (5) −2
7
下列五組函數中,哪些組的兩函數的圖形互相對稱於 y 軸?
  1. (1) y=2x 與 y=(21​)x
  2. (2) y=log2​x 與 y=log21​​x
  3. (3) y=2x 與 y=log2​x
  4. (4) y=2x 與 y=−2x
  5. (5) y=log2​x 與 y=log2​(−x)
8
下列何者正確?
  1. (1) log7​(−3)2=2log7​(−3)
  2. (2) log81​31​=−4
  3. (3) log6​​7​=log6​7
  4. (4) log11​5=log11​2+log11​3
  5. (5) 若不等式 loga​x>0 的解為 0<x<1,則 0<a<1
9
已知 logc​a=2,logc​b=3,則下列計算結果何者是正確的?
  1. (1) logb​a=32​
  2. (2) a+b=c5
  3. (3) logc​(ab)=6
  4. (4) (logc​b)4=12
  5. (5) logc​(2a+3b)=13
10
設 a>1,關於函數 f(x)=loga​x,選出正確的選項。
  1. (1) f(2)>0
  2. (2) f(x) 的圖形在 x 軸的上方
  3. (3) 若 f(x)=f(2),則 x=2
  4. (4) f(x) 的圖形凹口向上
  5. (5) 若 α<β,則 loga​(2α+β​)<2loga​α+loga​β​
三、選填題
11
求出 log27​91​ 值為 ◯◯◯​。
12
方程式 4x=(28​)3 的解為 x=◯◯◯​。
13
王先生今年年底在郵局存了 100 萬元,若年利率為 15.2%,則至少需要 ◯ 年(取整數年數),王先生的本利和才會超過 200 萬。(已知 log2=0.3010,log1.152=0.0615)
14
求 21​log2​487​+log2​12−log4​42+9log3log8​=◯◯◯◯​。
15
解不等式 (101​)x2−3x−1>1001​⋅10x 得 x 的範圍為 α<x<β,試求數對 (α,β)=(◯◯,◯)。
16
解方程式 log3​x−2logx​3=1,則 x 的兩根之中較大者為 ◯。
17
某研究機構發現碘 131 外洩,且發現時碘 131 的數量為 12 單位。已知碘 131 的半衰期為 8 天,且外洩時間為 64 天前,求原先外洩的碘 131 有 ◯◯◯◯ 單位?
18
不等式 log3​(x−3)<1−log3​(x−5) 之解為 α<x<β,試求數對 (α,β)=(◯,◯)。
19
若直線 y=5 與 y=10 分別與 y=(41​)x−1 交於 A、B 兩點,則線段 AB=2◯◯◯​​。
20
設 a,b 為正實數,且 log11​a=11,log11​b=12,則 log11​​(b−a) 最接近的整數為 ◯◯?
02 · 答案

答案一覽,先對再看詳解

第 1 題(3)
第 2 題(2)
第 3 題(2)
第 4 題(1)
第 5 題(4)
第 6 題(1)(4)
第 7 題(1)(5)
第 8 題(3)(5)
第 9 題(1)
第 10 題(1)(3)
第 11 題3−2​
第 12 題415​
第 13 題5
第 14 題2127​
第 15 題(−1, 3)
第 16 題9
第 17 題3072
第 18 題(5, 6)
第 19 題2101​​
第 20 題24
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 1~5:由圖判斷底數、分貝、比大小、位數

第 1 題答案 (3)。A、B 遞增,所以 a>1、b>1;C、D 遞減,所以 0<c<1、0<d<1,已知 a、b 都比 c、d 大。取 x=10(大於 1):圖上 A 在 B 上方,loga​10>logb​10>0,即 loga1​>logb1​>0,所以 loga<logb,a<b。C 與 A 對稱於 x 軸:logc​x=−loga​x=loga1​​x,所以 c=a1​;同理 d=b1​。由 a<b 得 a1​>b1​,即 c>d。合起來 b>a>c>d。
底數大於 1 時,在 x>1 這一段,底數越接近 1 的圖形越陡、越高。
第 2 題答案 (2)。50 分貝:10log10−12I​=50,I=105×10−12=10−7。40 分貝:I=104×10−12=10−8,二十支共 2×10−7。齊響的強度相加:10−7+2×10−7=3×10−7。換回分貝:10log10−123×10−7​=10log(3×105)=10(5+log3)≈10×5.4771≈54.8,最接近 55 分貝。
相加的是強度,不是分貝數;把分貝直接相加會得到不合理的 850。
第 3 題答案 (2)。四個數都化成某數的 10 次方:a=1920=(192)10=36110,b=1030=(103)10=100010,c=4010,d=350=(35)10=24310。底數 1000>361>243>40,而 t10 在 t>0 時隨 t 遞增,所以 b>a>d>c。
也可以取常用對數比較:loga=20log19≈25.6,logb=30,logc=10log40≈16.0,logd=50log3≈23.9。
第 4 題答案 (1)。圖形由左往右下降,所以 ax 遞減,0<a<1。當 x 越來越大,ax 越來越接近 0,圖形越來越接近水平線 y=b,也就是圖中的虛線;虛線在 x 軸上方,所以 b>0。
(5) a>1 已經不對;而且圖中漸近線是 y=1,b=1,b<1 也不成立。
第 5 題答案 (4)。2(34)=281。log281=81log2≈81×0.3010=24.381,所以 281=1024.381,介於 1024 與 1025 之間,是 25 位數。
指數 34 先算,是 281;不是 (23)4=212。

02多選 6~10:指數方程式、圖形對稱、對數律、對數函數性質

第 6 題答案 (1)(4)。4x+1=4⋅(2x)2。令 t=2x>0,方程式為 4t2−6t+2=0,即 2t2−3t+1=0,(2t−1)(t−1)=0,t=1 或 t=21​,兩個都是正數。2x=1 得 x=0;2x=21​ 得 x=−1。所以 (1)(4) 是解,(2)(3)(5) 不是。
第 7 題答案 (1)(5)。y=f(x) 與 y=f(−x) 的圖形對稱於 y 軸。(1) 正確。 (21​)x=2−x。(2) 錯誤。 log21​​x=−log2​x,是對稱於 x 軸。(3) 錯誤。 兩者互為反函數,對稱於直線 y=x。(4) 錯誤。 對稱於 x 軸。(5) 正確。 log2​(−x) 就是把 log2​x 的 x 換成 −x。
第 8 題答案 (3)(5)。(1) 錯誤。 真數 −3<0,log7​(−3) 沒有意義(左邊 log7​9 有意義,但右邊沒有)。(2) 錯誤。 81=34,31​=3−1=81−41​,所以 log81​31​=−41​。(3) 正確。 log6​​7​=21​log621​log7​=log6log7​=log6​7。(4) 錯誤。 log11​2+log11​3=log11​6=log11​5。(5) 正確。 若 a>1,loga​x>0 的解是 x>1;只有 0<a<1 時,解才是 0<x<1。
第 9 題答案 (1)。由定義 a=c2,b=c3(c>0,c=1)。(1) 正確。 logb​a=logc​blogc​a​=32​。(2) 錯誤。 c5=c2⋅c3=ab,是乘積不是和;例如 c=2 時 a+b=4+8=12,c5=32。(3) 錯誤。 logc​(ab)=logc​a+logc​b=5。(4) 錯誤。 (logc​b)4=34=81。(5) 錯誤。 13=2×2+3×3 對應的是 logc​(a2b3)=2logc​a+3logc​b=13;logc​(2a+3b) 不能這樣拆,例如 c=2 時 2a+3b=8+24=32,log2​32=5。
第 10 題答案 (1)(3)。a>1 時 f(x)=loga​x 定義在 x>0,遞增,且 f(1)=0。(1) 正確。 2>1,f(2)>f(1)=0。(2) 錯誤。 0<x<1 時 f(x)<0,圖形在 x 軸下方。(3) 正確。 遞增函數一對一,f(x)=f(2) 只能 x=2。(4) 錯誤。 對數函數(底數大於 1)的圖形凹口向下。(5) 錯誤。 要有意義須 α,β>0。右邊 2loga​α+loga​β​=loga​αβ​。由算幾不等式,α=β 時 2α+β​>αβ​,而 loga​ 遞增,所以 loga​(2α+β​)>2loga​α+loga​β​,不等號方向與選項相反。
(5) 的大小關係就是 (4) 的凹口向下:連接圖形上兩點的線段中點,落在圖形的下方。

03選填 A~E(第 11~15 題):對數求值、指數方程式、複利、對數綜合、指數不等式

第 11 題27=33,91​=3−2。設 log27​91​=k,則 33k=3−2,k=−32​。答案格填 3−2​(負號佔一格)。
第 12 題28​=2×223​=225​,所以 (28​)3=2215​。左邊 4x=22x,比較指數:2x=215​,x=415​。
第 13 題題目給的是 log1.152,表示以每年複利一次計算。n 年後本利和為 100×1.152n 萬元,要 100×1.152n>200,即 1.152n>2。兩邊取常用對數:nlog1.152>log2,n>0.06150.3010​≈4.89。n 取整數,至少 5 年。
驗證:4×0.0615=0.246<0.3010,5×0.0615=0.3075>0.3010,所以 4 年還不到 200 萬、5 年就超過。
第 14 題先處理前三項。換底:log4​42=log2​4log2​42​=21​log2​42。所以前三項 =21​(log2​487​−log2​42)+log2​12=21​log2​48×427​+log2​12=21​log2​2881​+log2​12。288=144×2,21​log2​2881​=−log2​(122​),所以前三項 =log2​122​12​=log2​2−21​=−21​。第四項:log3log8​=log3​8,9log3​8=(3log3​8)2=82=64。合計 64−21​=2127​。
第 15 題都化成以 10 為底:左邊 (101​)x2−3x−1=10−x2+3x+1,右邊 1001​⋅10x=10x−2。底數 10>1,指數函數遞增,不等號方向不變:−x2+3x+1>x−2,整理得 x2−2x−3<0,(x+1)(x−3)<0,−1<x<3。所以 (α,β)=(−1,3)。
若保留 101​ 為底,底數小於 1,比較指數時不等號要反向,結果相同。

04選填 F~J(第 16~20 題):對數方程式、半衰期、對數不等式、兩點距離、估算

第 16 題x>0 且 x=1。由換底公式 logx​3=log3​x1​。令 t=log3​x(t=0),方程式為 t−t2​=1,即 t2−t−2=0,(t−2)(t+1)=0,t=2 或 t=−1。所以 x=9 或 x=31​,兩根都符合條件,較大者為 9。
第 17 題64 天是 864​=8 個半衰期。設原有 N 單位,則 N(21​)8=12,N=12×28=12×256=3072。
第 18 題真數條件:x−3>0 且 x−5>0,即 x>5。移項:log3​(x−3)+log3​(x−5)<1,log3​((x−3)(x−5))<log3​3。底數 3>1,得 (x−3)(x−5)<3,x2−8x+12<0,(x−2)(x−6)<0,2<x<6。與 x>5 取交集:5<x<6。所以 (α,β)=(5,6)。
只解二次不等式會得到 2<x<6,要記得和真數條件取交集。
第 19 題A 在 y=5 上:(41​)x−1=5,即 41−x=5,xA​=1−log4​5。B 在 y=10 上:同理 xB​=1−log4​10。橫坐標差 xA​−xB​=log4​10−log4​5=log4​2=21​;縱坐標差 10−5=5。由距離公式,AB=(21​)2+52​=4101​​=2101​​。
A、B 不在同一條水平線上,線段長要連縱坐標的差一起算。
第 20 題a=1111,b=1112,b−a=1111(11−1)=10×1111。換底:log11​​(b−a)=log11​11​log11​(b−a)​=2(11+log11​10)=22+2log11​10。要判斷 2log11​10 最接近哪個整數:10<11,所以 2log11​10<2;又 104=10000>113=1331,所以 log11​10>43​,2log11​10>1.5。因此 22+2log11​10 介於 23.5 與 24 之間,最接近的整數是 24。
用常用對數估算:log11≈1.0414,2log11​10=log112​≈1.92,所求約為 23.92。
對數題先寫出底數與真數的條件,再用對數律與換底公式化成同底;比大小、求位數都可以轉成指數或常用對數處理,底數小於 1 時不等號要反向。

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第 1 題要由圖形在 x 大於 1 那一段的上下位置倒推底數大小,遞減的兩條還要看誰比較靠近 x 軸;第 10 題第五個選項要用算幾不等式比較兩個對數,方向容易弄反;選填 I(第 19 題)的兩點高度不同,線段長不是只看橫坐標的差;選填 J(第 20 題)要判斷 log 以根號 11 為底的 10 比較靠近 1 還是 2。詳解逐題寫在本頁。

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