御藍教育/段考卷/高一

段考詳解範圍:數與式(實數、絕對值、指數、常用對數)

松山高中 109 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 20 題,照原卷順序

單選題 4 題(20 分)、多選題 2 題(12 分)、填充題 10 題(50 分)、計算與證明題 3 題(18 分),合計 100 分。原卷各大題題號各自從 1 起算,本頁改用連續題號:第 5~6 題是多選第 1~2 題,第 7~16 題是填充第 1~10 題,第 17~20 題是計算與證明第 1、2、3(1)、3(2) 題。答案已與學校公布的答案逐題核對,全部一致。

一、單選題:(每題 5 分,總共 20 分)
1
已知 a=525​+37​​,b=735​+47​​,c=945​+57​​,則 a、b、c 的大小關係為何?
  1. (A) a>b>c
  2. (B) c>a>b
  3. (C) c>b>a
  4. (D) b>c>a
  5. (E) a>c>b
2
設 loga=1.02,則 0.010.01 的值為下列何者?
  1. (A) 2a
  2. (B) a1​
  3. (C) 10a
  4. (D) a10​
  5. (E) 10a​
3
已知 log2≈0.3010,若正實數 x,y 滿足 logx=2.8,logy=5.6,則 log(x2+y) 最接近下列哪一個選項的值?
  1. (A) 2.8
  2. (B) 5.6
  3. (C) 5.9
  4. (D) 8.4
  5. (E) 11.2
4
已知 7100 與 11100 各為 85 與 105 位數,則 7725 為幾位數?
  1. (A) 45
  2. (B) 46
  3. (C) 47
  4. (D) 48
二、多選題:(每題 6 分,錯一個選項得 4 分,錯二個選項得 2 分,錯三個選項以上得 0 分,總共 12 分)
5
a,b,c,d 均為有理數,且 abcd=0,x,y 均為無理數,則下列敘述何者正確?
  1. (A) a+bx 為無理數
  2. (B) xy 為無理數
  3. (C) 若 a+b3​=c+d3​,則 a=c,b=d
  4. (D) ax​+by​ 為無理數
  5. (E) 若 a+x=b+y,則 a=b,x=y
6
設 x,y 為實數,若 ​x+21​​<23​,∣y−1∣<1,則下列何者正確?
  1. (A) −2<x+y<3
  2. (B) −1<y−x<4
  3. (C) 0<xy<2
  4. (D) −4<2x−y<0
  5. (E) 1<x2+y2<8
三、填充題:(每題 5 分,全對才給分,總共 50 分)
7
試以最簡分數表示 1.54+0.46= ____。
8
a>0,若 4a3​a​​×4a9​​=ax,則 x= ____。
9
若 2+3​​−2−3​​=a+b,a 為正整數,0≤b<1,求 a−b1​ 的值 = ____。
10
設 a=38​​,b=(41​)−23​,c=4264​​,則 ba2c3​= ____。
11
設 x、y 為實數且 4x=5y=10,則 x1​+y2​= ____。
12
若 0<x<1,且 x21​+x−21​=3,則 x21​−x−21​= ____。
13
已知 A,B,P 為數線上三相異點,且坐標分別為 3,6,x,若 AP:BP=1:2​,則 P 點的坐標 x 為 ____。
14
x 為實數,若 ∣x−1∣+2∣x+2∣+3x=6,則 x= ____。
15
設 a,b 為實數,若 ∣ax+2∣≤b 的解為 −2≤x≤4,則 a+b= ____。
16
設 a 為 1 至 9 的正整數,且 92​<0.2a1<9923​,則 a= ____。
四、計算與證明題:(務必在答案格內寫出詳細過程,否則不予計分,總共 18 分)
17
已知 a 為有理數,b 為無理數,試證明:a+b 為無理數。(5 分)
18
在半徑 6 公尺的圓中開闢一個內接矩形 ABCD 的苗圃。試問此苗圃的最大面積為多少?(5 分)
載入中...
計算與證明第 3 題(本頁第 19~20 題)(第 19~20 題) 美國地震學家芮希特(Richter)根據地震紀錄儀所記錄地震波振幅的大小推估得地震的動能,這就是地震上所稱的芮氏地震規模(M)。地震規模(M)與能量(E,焦耳)的關係為:logE=5.24+1.44M,其中 E:能量(單位:焦耳),M:地震規模。
19
(1) 921 大地震,又稱集集大地震,發生於 1999 年 9 月 21 日上午 1 時 47 分 15.9 秒,地震震央位在南投縣集集鎮(北緯 23.8 度、東經 120.78 度),即日月潭西偏南 9.2 公里,地震規模為 7.3,試問 921 大地震所釋放出的能量 E(單位:焦耳)為 10 的幾次方?(4 分)
20
(2) 921 大地震所釋出的能量約為 1998 年嘉義瑞里地震的 40 倍,試問嘉義瑞里地震的地震規模為多少?(四捨五入至小數點以下第一位,log2≈0.3010)(4 分)
02 · 答案

答案一覽,先對再看詳解

第 1 題(A)
第 2 題(D)
第 3 題(C)
第 4 題(D)
第 5 題(A)(C)
第 6 題(A)(B)
第 7 題165332​
第 8 題1
第 9 題−2​
第 10 題2
第 11 題2
第 12 題−5​
第 13 題32​ 或 −32​
第 14 題41​
第 15 題4
第 16 題3
第 17 題證明見詳解(反證法)
第 18 題72 平方公尺
第 19 題15.752 次方(E=1015.752 焦耳)
第 20 題6.2
03 · 勾錯題號

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04 · 逐題詳解

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01單選 1~4:根式比大小、log 的意義、位數

第 1 題答案 (A)。把每個數都寫成「7​ 減掉一部分」: a=52​5​+53​7​=7​−52​(7​−5​) b=73​5​+74​7​=7​−73​(7​−5​) c=94​5​+95​7​=7​−94​(7​−5​) 7​−5​>0,而 52​<73​<94​(通分:52​=3514​<3515​=73​,73​=6327​<6328​=94​),減掉的越多數越小,所以 a>b>c。
三個數的 5​、7​ 係數相加都是 1,所以都介於 5​ 和 7​ 之間;7​ 的係數越大,數就越大。
第 2 題答案 (D)。loga=1.02 的意思是 a=101.02。0.01=10−2,所以 0.010.01=(10−2)0.01=10−0.02。而 −0.02=1−1.02,因此 10−0.02=101.02101​=a10​。
第 3 題答案 (C)。logx=2.8 即 x=102.8,x2=105.6;logy=5.6 即 y=105.6。所以 x2+y=2×105.6。log2≈0.3010 表示 2≈100.3010,於是 x2+y≈100.3010×105.6=105.9010,log(x2+y)≈5.901,最接近 5.9。
x2 和 y 相加,不是相乘:要先換回 10 的次方、加起來,再看它是 10 的幾次方。直接把 5.6+5.6 得到 11.2 是把加法當成乘法。
第 4 題答案 (D)。7100 是 85 位數,表示 1084≤7100<1085;11100 是 105 位數,表示 10104≤11100<10105。兩式相乘:10188≤77100<10190。7725=(77100)41​,各項同取 41​ 次方:1047≤7725<1047.5。所以 7725 介於 1047 與 1048 之間,是 48 位數。
n 位數的正整數 N 滿足 10n−1≤N<10n。這裡上下界取 41​ 次方後剛好都落在 1047 與 1048 之間,位數才能確定。

02多選 5~6:有理數與無理數、絕對值不等式的範圍

第 5 題答案 (A)(C)。 (A) 對:假設 a+bx=q 是有理數,因為 b=0,x=bq−a​ 是有理數相減再相除,仍是有理數,和 x 是無理數矛盾。 (B) 錯:取 x=y=2​,xy=2 是有理數。 (C) 對:移項得 a−c=(d−b)3​。若 d=b,則 3​=d−ba−c​ 是有理數,矛盾;所以 d=b,代回得 a=c。 (D) 錯:取 a=b=1,x=2​,y=−2​,則 ax​+by​=0 是有理數。 (E) 錯:取 a=1,x=2​,b=2,y=2​−1,則 a+x=b+y=1+2​,但 a=b、x=y。
(C) 能比較係數,是因為兩邊的無理數都是同一個 3​;(E) 的 x、y 是兩個可以不同的無理數,就不能比較。
第 6 題答案 (A)(B)。先化成範圍:​x+21​​<23​ 即 −23​<x+21​<23​,−2<x<1;∣y−1∣<1 即 0<y<2。 (A) 對:兩式相加,−2+0<x+y<1+2,即 −2<x+y<3。 (B) 對:−1<−x<2,與 0<y<2 相加得 −1<y−x<4。 (C) 錯:x 可以是負的,例如 x=−1、y=1 時 xy=−1,不在 0 與 2 之間。 (D) 錯:−4<2x<2,−2<−y<0,相加得 −6<2x−y<2;例如 x=21​、y=21​ 時 2x−y=21​>0。 (E) 錯:例如 x=0、y=21​ 時 x2+y2=41​<1。
不等式只能同向相加;要相減時先把被減的那一個乘以 −1(不等號方向改變)再相加。(E) 的 x 範圍跨過 0,x2 的範圍是 0≤x2<4,不是把兩端平方。

03填充 7~11:循環小數、根式與指數

第 7 題設 s=0.54,則 100s=54.54,相減得 99s=54,s=9954​=116​,所以 1.54=1117​。 設 t=0.46,則 10t=4.6,100t=46.6,相減得 90t=42,t=9042​=157​。 1117​+157​=165255+77​=165332​ 332=22×83,165=3×5×11,沒有公因數,已是最簡分數。
卷面上第一個數的循環節是 54 兩位,第二個數只有 6 循環(0.4666⋯),4 不循環。
第 8 題全部化成 a 的分數指數:a​=a21​,4a3​=a43​,4a9​=a49​。根號裡面是 a21​−43​+49​=a2,再開平方根得 a1(a>0)。所以 x=1。
第 9 題設 t=2+3​​−2−3​​,因為 2+3​>2−3​,所以 t>0。平方: t2=(2+3​)+(2−3​)−2(2+3​)(2−3​)​=4−24−3​=2 所以 t=2​≈1.414。a 是正整數、0≤b<1,所以 a=1,b=2​−1。 b1​=2​−11​=2​+1(分子分母同乘 2​+1),因此 a−b1​=1−(2​+1)=−2​。
也可以先化簡雙重根號:2±3​​=24±23​​​=2​3​±1​,相減得 2​2​=2​。
第 10 題a=38​​=(223​)31​=221​;b=(2−2)−23​=23=8;c=4264​​=42×8​=416​=2。所以 ba2c3​=82×8​=2。
第 11 題4x=10,兩邊取 x1​ 次方得 4=10x1​;5y=10,兩邊取 y1​ 次方得 5=10y1​,再平方得 25=10y2​。兩式相乘:10x1​+y2​=4×25=100=102,所以 x1​+y2​=2。
所求的 x、y 在分母,所以把條件改寫成「10 的 x1​ 次方」「10 的 y1​ 次方」。x、y 都不是 0(否則左邊等於 1)。
根式的計算一律先化成同一個底數的分數指數,再用指數律把指數加減乘。

04填充 12~16:對稱式、分點、絕對值、循環小數比大小

第 12 題(x21​−x−21​)2=(x21​+x−21​)2−4⋅x21​⋅x−21​=9−4=5,所以 x21​−x−21​=±5​。因為 0<x<1,x21​=x​<1 而 x−21​=x​1​>1,差是負的,取 −5​。
正負號由 0<x<1 決定;若條件是 x>1,答案就是 5​。
第 13 題AP=∣x−3∣,BP=∣x−6∣,條件是 2​∣x−3∣=∣x−6∣。兩邊都不是負的,平方:2(x−3)2=(x−6)2,展開得 2x2−12x+18=x2−12x+36,x2=18,x=±32​。 x=32​≈4.24 在 A、B 之間(內分點);x=−32​≈−4.24 在 A 的左側(外分點)。兩個都不等於 3、6,都符合「三相異點」。
題目沒有說 P 在 A、B 之間,兩種位置都要算。
第 14 題分界點是 x=−2 與 x=1。 ① x≥1:(x−1)+2(x+2)+3x=6x+3=6,x=21​,不在 x≥1 的範圍,不合。 ② −2≤x<1:(1−x)+2(x+2)+3x=4x+5=6,x=41​,在範圍內,符合。 ③ x<−2:(1−x)−2(x+2)+3x=−3,不等於 6,無解。 所以 x=41​。
每一段解出來的 x 都要檢查是否落在那一段的範圍內。
第 15 題解的兩個端點 x=−2、x=4 都使等號成立:∣−2a+2∣=b 且 ∣4a+2∣=b。所以 −2a+2=4a+2 或 −2a+2=−(4a+2)。前者得 a=0,這時不等式變成 2≤b,解不會是 −2≤x≤4,不合;後者得 2a=−4,a=−2,b=∣4+2∣=6。 檢查:∣−2x+2∣≤6 即 ∣x−1∣≤3,−2≤x≤4,符合。所以 a+b=−2+6=4。
也可以從解出發:−2≤x≤4 的中點是 1、半徑是 3,即 ∣x−1∣≤3;兩邊同乘 2 得 ∣2x−2∣≤6,也就是 ∣−2x+2∣≤6,配合題目的常數項 +2,得 a=−2、b=6。
第 16 題三個數都寫成小數:92​=0.2222⋯,0.2a1=0.2a1a1⋯,9923​=0.2323⋯。 小數第二位:a 要不小於 2、不大於 3,所以 a=2 或 3。 a=2 時是 0.22121⋯,第三位 1<2,比 0.2222⋯ 小,不合。 a=3 時是 0.23131⋯,比 0.2222⋯ 大;與 0.2323⋯ 比,第三位 1<2,比較小,符合。 所以 a=3。
卷面上的循環節是 a1 兩位,2 不循環。化成分數也可以:0.2a1=990200+10a+1−2​=990199+10a​,條件變成 220<199+10a<230,即 2.1<a<3.1。
含絕對值的等式或不等式:右邊是常數時看成「中點、半徑」,有兩個以上的絕對值時分段討論並檢查範圍。

05計算與證明 17~18:反證法、算幾不等式

第 17 題用反證法。假設 a+b 是有理數,設 a+b=k,k 為有理數。 則 b=k−a。k 與 a 都是有理數,有理數減有理數仍是有理數(有理數對減法有封閉性),所以 b 是有理數。 這和已知「b 為無理數」矛盾,所以假設不成立,a+b 為無理數。
要證「是無理數」通常用反證法:先假設它是有理數,推出和已知條件矛盾。
第 18 題矩形的每個內角都是 90∘,所以對角線 AC 是圓的直徑,長 12 公尺。設矩形的兩邊長為 p、q 公尺(p>0,q>0),由畢氏定理 p2+q2=122=144,苗圃面積是 pq。 由算幾不等式: 2p2+q2​≥p2q2​=pq 所以 pq≤2144​=72。等號在 p2=q2,即 p=q=62​ 時成立(這時矩形是正方形),確實取得到。苗圃的最大面積為 72 平方公尺。
用算幾不等式求極值,最後要寫出等號成立的條件,確認這個值取得到。題目的附圖只是示意,圖上的矩形不是面積最大時的形狀。

06計算與證明 19~20:地震規模與能量

第 19 題把 M=7.3 代入公式:logE=5.24+1.44×7.3=5.24+10.512=15.752。 logE=15.752 的意思就是 E=1015.752,所以 921 大地震釋放的能量是 10 的 15.752 次方(焦耳)。
第 20 題設瑞里地震的能量為 E′、規模為 M′,則 E′=401015.752​。 log2≈0.3010 表示 2≈100.3010,所以 4=22≈100.6020,40=4×10≈101.6020。 於是 E′≈101.6021015.752​=1014.150,即 logE′≈14.150。 代回公式:5.24+1.44M′=14.150,M′=1.4414.150−5.24​=1.448.910​≈6.19,四捨五入至小數點以下第一位,M′≈6.2。
能量差 40 倍,logE 只差 1.602,規模只差 1.441.602​≈1.1:7.3−1.1=6.2。
公式裡出現 logE 時,倍數關係先寫成 10 的次方,乘除就變成指數的加減。

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松山高中 109 上 高一第一次段考數學哪幾題最容易錯?

第 4 題要把位數寫成十的次方的上下界,相乘後再取四分之一次方;第 6 題的選項 C、D、E 要注意 x 可以是負數,範圍不能直接把兩端相乘或平方;第 13 題沒有說 P 在 A、B 之間,內分點與外分點兩個答案都要寫;第 15 題要配合常數項決定 a 的正負;第 20 題能量差四十倍要先寫成十的次方再代回公式。詳解逐題寫在本頁。

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