御藍教育/段考卷/高一

段考詳解範圍:實數(有理數與無理數、不等式、有效數字)、根式與乘法公式、絕對值、指數與常用對數

四維高中 114 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 21 題,照原卷順序

單選題 5 題(每題 5 分,共 25 分)、多選題 5 題(每題 5 分,共 25 分)、填充題 8 題共 13 格(卷面標示每格 5 分,共 40 分)、計算題 3 題(第 1、2 題各 4 分,第 3 題卷面未標配分);配分照卷面原樣呈現。本卷沒有學校公布的答案,本頁答案為本站依題目計算

一、單選題(每題 5 分,共 25 分)
1
設 a,b 為實數,且 a<b,下列各數何者最大?
  1. (A) 2a+b​
  2. (B) 3a+2b​
  3. (C) 53a+2b​
  4. (D) 57b−2a​
2
設 a=7​+5​7​−5​​,求 a3+a31​=?
  1. (A) 2(7​+5​)
  2. (B) 1692
  3. (C) 1764
  4. (D) 1800
3
設 x 是實數且滿足 ∣x−1∣+∣x−3∣=2,試問 x 值可為?
  1. (A) −4
  2. (B) −2
  3. (C) 2
  4. (D) 4
4
設 a=39​,b=(31​)−65​,c=4(31​)−3​,若 bac2​=3x,則 x=?
  1. (A) 0
  2. (B) 1
  3. (C) 925​
  4. (D) 34​
5
若 9−45​​=a+b,其中 a 為整數,0≤b<1,若 2−b=21+k5​​,則 k=?
  1. (A) 8
  2. (B) −8
  3. (C) 32
  4. (D) −32
二、多選題(每題 5 分,共 25 分)(本頁第 6~10 題依序為原卷多選題第 1~5 題)
6
下列哪些有理數可以化為有限小數?
  1. (A) 1611​
  2. (B) 2821​
  3. (C) 30017​
  4. (D) 13078​
  5. (E) 1859​
7
若 a,b,c,d 皆為實數且 a>b,c>d,則下列何者正確?
  1. (A) ac>bd
  2. (B) a+c>b+d
  3. (C) a1​<b1​
  4. (D) 若 a2<b2⇒∣a∣<∣b∣
  5. (E) 若 x 為實數,a+x>b+x
8
下列選項哪些正確?(其中 a 為實數)
  1. (A) 2​ 與 3​ 之間有無窮多個有理數
  2. (B) 2 與 3 之間有無窮多個無理數
  3. (C) 若 a4 與 a6 都是有理數,則 a 是有理數
  4. (D) 若 a 是有理數,b 為無理數,則 ab 為無理數
  5. (E) 若 a,b,a+b,a−b,ab 皆為無理數則 ba​ 亦為無理數
9
下列對於有效數字的敘述何者正確?
  1. (A) 5.20×102 為兩位有效數字
  2. (B) log2≈0.3010 為有效數字
  3. (C) 0.0123 為三位有效數字
  4. (D) (5.2×103)+(6,421×105) 之結果有效數字為四位
  5. (E) (5.2×103)÷(6,421×105) 之結果有效數字為兩位
10
若 2ab+c​=2ba−c​=2ca−b​,求 a+b+ca​ 的值?
  1. (A) −1
  2. (B) 1
  3. (C) 21​
  4. (D) 31​
  5. (E) 41​
三、填充題(每格 5 分,共 40 分)(本頁第 11~18 題依序為原卷填充題第 1~8 題,共 13 格)
11
計算下列各式的值:(1) 24353​= __①__ (2) (2​)3(18​)3= __②__ (3) (7​−3​)3(7​+3​)3= __③__
12
不等式 4<∣2−3x∣≤16 之解為 __④__
13
若 ∣2x+a∣≤b 的解為 −9≤x≤7,則 (1) a= __⑤__ (2) b= __⑥__
14
小維想沿著學校圍牆邊,用「ㄇ」字型的竹籬圍成一塊花圃,若竹籬的長度是 20 公尺,試問此花圃的最大面積為 __⑦__ 平方公尺
載入中...
15
設 x,y 為實數,若 (x−2)2≤1,​y−27​​≤213​,且 x2+y2 的最大值為 M,最小值為 m,則 (M,m)= __⑧__
16
在坐標平面上,正方形 ABCD 的四個頂點分別為 A(0,1),B(0,0),C(1,0),D(1,1)。設 P 為正方形內部的一點,若 △PDA 與 △PBC 的面積比為 1:2,且 △PAB 與 △PCD 的面積比為 2:3,則 P 點的坐標為 __⑨__(化成最簡分數)
17
設實數 x 與 y 滿足 2x=5 且 5y=81​,若 n<y<n+1,其中 n 為整數,則 (1) xy= __⑩__ (2) n= __⑪__
18
設 a>0,若 a3x+a−3x=52,求:(1) ax+a−x= __⑫__ (2) a2x+a−2x= __⑬__(已知 t3−3t−52=(t−4)(t2+4t+13))
四、計算題(本頁第 19~21 題依序為原卷計算題第 1~3 題;第 1、2 題各 4 分,第 3 題卷面未標配分)
19
比較下列各數的大小:a=7​−2​,b=8​−3​,c=9​−4​(4 分)
20
設 27x=67,81y=603,求 3x−4y=?(4 分)
21
梅森數是形如 2n−1 的數,如果梅森數是質數就稱為梅森質數。截至 2024 年 10 月已知 52 個梅森質數,最大的是 2136279841−1,若想要將 2136279841−1 列印出來至少需要幾千張 A4 紙?假設每張 A4 紙,可以列印出 3000 個數字。(log2≈0.30)
02 · 答案

答案一覽,先對再看詳解

第 1 題(D)
第 2 題(B)
第 3 題(C)
第 4 題(D)
第 5 題(B)
第 6 題(A)(B)(D)
第 7 題(B)(D)(E)
第 8 題(A)(B)
第 9 題(C)(D)(E)
第 10 題(A)(C)
第 11 題① 27 ② 216 ③ 64
第 12 題−314​≤x<−32​ 或 2<x≤6
第 13 題⑤ 2 ⑥ 16
第 14 題50
第 15 題(109,1)
第 16 題(52​,32​)
第 17 題⑩ −3 ⑪ −2
第 18 題⑫ 4 ⑬ 14
第 19 題a>b>c
第 20 題−2
第 21 題14 千張(至少要 13628 張,所以 13 千張不夠)
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單選題(第 1~5 題):比較大小、和的立方展開、絕對值的距離意義、分數指數、雙重根號

第 1 題答案 (D)。a<b,所以 b−a>0。(A)、(B)、(C) 都是 a、b 的加權平均(係數為正且和為 1),值都介於 a 與 b 之間,小於 b。(D) 57b−2a​=55b+2(b−a)​=b+52(b−a)​>b。所以 (D) 最大。
檢查:取 a=0、b=1,四個選項依序是 21​、32​、52​、57​。
第 2 題答案 (B)。有理化:a=(7​+5​)(7​−5​)(7​−5​)2​=212−235​​=6−35​;同理 a1​=7​−5​7​+5​​=6+35​。所以 a+a1​=12。由 (a+a1​)3=a3+a31​+3(a+a1​),得 a3+a31​=123−3×12=1728−36=1692。
a 與 a1​ 的乘積是 1,所以立方和只需要 a+a1​ 這一個數。
第 3 題答案 (C)。∣x−1∣+∣x−3∣ 是數線上 x 到 1 與到 3 的距離和。1 與 3 相距 2,所以 x 在 1 與 3 之間(含端點)時距離和恰為 2,在外面時大於 2。解為 1≤x≤3,選項中只有 2 在這個範圍內。
代入檢查:x=2 時 1+1=2;x=4 時 3+1=4;x=−2 時 3+5=8;x=−4 時 5+7=12。
第 4 題答案 (D)。全部化成以 3 為底:a=39​=332​;b=(3−1)−65​=365​;c=4(3−1)−3​=433​=343​,c2=323​。所以 bac2​=332​+23​−65​=364+9−5​=334​,x=34​。
負指數先處理:(31​)−3=33=27,再開四次方根。
第 5 題答案 (B)。9−45​​=9−220​​=(5​−4​)2​=5​−2。因為 2<5​<3,0<5​−2<1,所以 a=0,b=5​−2。2−b=4−5​>0,平方得 (4−5​)2=21−85​,所以 2−b=21−85​​,k=−8。
5​−2≈0.236 本身就小於 1,整數部分是 0,不是 2。

02多選題(第 6~8 題):有限小數、不等式性質、有理數與無理數

第 6 題答案 (A)(B)(D)。先約成最簡分數,分母的質因數只有 2 或 5 才能化成有限小數。(A) 對:16=24,1611​=0.6875。(B) 對:2821​=43​=0.75。(C) 錯:30017​ 已是最簡,300=22×3×52 含質因數 3。(D) 對:13078​=53​=0.6。(E) 錯:1859​ 已是最簡,18=2×32 含質因數 3。
要先約分再看分母:(B)、(D) 原本的分母含 7、13,約分後就消掉了。
第 7 題答案 (B)(D)(E)。(A) 錯:取 a=1、b=−1、c=−1、d=−2,ac=−1,bd=2。(B) 對:同向的不等式可以相加,a+c>b+d。(C) 錯:取 a=1、b=−1,a1​=1>−1=b1​。(D) 對:a2=∣a∣2、b2=∣b∣2,而 ∣a∣、∣b∣ 都不是負數,所以 ∣a∣2<∣b∣2 時 ∣a∣<∣b∣。(E) 對:不等式兩邊同加一個實數,大小關係不變。
乘法與取倒數要留意正負號;(A) 要 a,b,c,d 都是正數、(C) 要 a,b 同號才會成立。
第 8 題答案 (A)(B)。(A) 對:任意兩個相異實數之間都有無窮多個有理數(有理數的稠密性)。(B) 對:任意兩個相異實數之間也有無窮多個無理數,例如 2+n2​​(n 為正整數)都在 2 與 3 之間。(C) 錯:取 a=2​,a4=4、a6=8 都是有理數,但 a 是無理數。(D) 錯:取 a=0,ab=0 是有理數。(E) 錯:取 b=42​、a=242​,則 a、b、a+b=342​、a−b=42​、ab=22​ 都是無理數,但 ba​=2 是有理數。
(C) 只能推出 a2=a4a6​ 是有理數(a=0 時),推不到 a 本身。(D) 要加上「a=0」才成立。

03多選題(第 9、10 題):有效數字、連比例式

第 9 題答案 (C)(D)(E)。(A) 錯:科學記號 5.20×102 中 5、2、0 都是有效數字,小數點後末尾的 0 也算,共三位。(C) 對:0.0123=1.23×10−2,最前面用來定位的 0 不算,有效數字是 1、2、3 三位。(D) 對:6,421×105=642,100,000 只準到 105 那一位,5.2×103=5,200 比這一位小得多;加減時結果只能取到兩數中較粗的那一位,和 642,105,200 取到 105 位仍是 6,421×105,四位有效數字。(E) 對:乘除時結果的有效位數取兩數中位數較少的;5.2×103 有兩位、6,421×105 有四位,商 ≈8.1×10−6 取兩位。(B) 卷面只寫「為有效數字」,沒有寫幾位:0.3010 中小數點前的 0 只是定位用,不是有效數字;後面的 3、0、1、0 四個數字才是,所以 0.3010 有四位有效數字。這句話沒有可以判斷對錯的位數,本頁不把 (B) 列入答案。
若 (B) 的原意是「0.3010 有四位有效數字」,那麼 (B) 也正確;請以學校公布的答案為準。加減看「準到哪一位」、乘除看「有幾位」,兩種規則不一樣。
第 10 題答案 (A)(C)。設三個比值都等於 k:b+c=2ak、a−c=2bk、a−b=2ck(a,b,c 都不為 0)。後兩式相減:b−c=2k(b−c),所以 (b−c)(1−2k)=0,k=21​ 或 b=c。情況一 k=21​:三式都化成 a=b+c,a+b+ca​=2aa​=21​(例:a=3,b=1,c=2)。情況二 b=c:第一式得 b=ak,代入第二式 a−ak=2ak2,2k2+k−1=0,(2k−1)(k+1)=0;k=21​ 同情況一,k=−1 時 b=c=−a,a+b+c=−a,a+b+ca​=−1(例:a=1,b=c=−1,三個比值都是 −1)。所以值可以是 −1 或 21​。
這題是多選,兩個值都要選。只把三式相加會得到 2a=2k(a+b+c),也就是所求等於 k1​,還要回頭把 k 的所有可能找出來。

04填充題(第 11~14 題):指數律、絕對值不等式、圍籬的最大面積

第 11 題① 243=35,24353​=35×53​=33=27。② 指數相同可以先把底數相乘:(2​×18​)3=(36​)3=63=216。③ 同理 [(7​−3​)(7​+3​)]3=(7−3)3=43=64。
②、③ 都用 anbn=(ab)n,先乘再算次方。
第 12 題∣2−3x∣=∣3x−2∣。4<∣3x−2∣≤16 分成兩段:4<3x−2≤16,得 6<3x≤18,2<x≤6;或 −16≤3x−2<−4,得 −14≤3x<−2,−314​≤x<−32​。所以解為 −314​≤x<−32​ 或 2<x≤6。
留意哪一端有等號:距離等於 16 的端點(x=6、x=−314​)要算,距離等於 4 的端點(x=2、x=−32​)不算。
第 13 題有解的範圍,所以 b≥0。∣2x+a∣≤b 即 −b≤2x+a≤b,2−b−a​≤x≤2b−a​。與 −9≤x≤7 比較:−b−a=−18、b−a=14。兩式相加得 −2a=−4,a=2;代回得 b=16。
另一個看法:−9≤x≤7 的中點是 −1、半寬是 8,即 ∣x+1∣≤8,兩邊乘 2 得 ∣2x+2∣≤16。
第 14 題靠牆的那一邊不用竹籬。設垂直牆的兩邊各長 x 公尺,平行牆的一邊長 20−2x 公尺(0<x<10)。面積 =x(20−2x)=−2x2+20x=−2(x−5)2+50。當 x=5 時面積最大,為 50 平方公尺(此時三邊是 5、10、5)。
用算幾不等式也可以:2x 與 20−2x 的和固定為 20,2x(20−2x)​≤22x+(20−2x)​=10,所以 2x(20−2x)≤100,面積 x(20−2x)≤50,等號在 2x=20−2x 即 x=5 時成立。

05填充題(第 15~18 題):範圍內的極值、面積比、指數

第 15 題原卷此處文字有誤植,本頁依題意整理。(x−2)2≤1 即 ∣x−2∣≤1,1≤x≤3,所以 1≤x2≤9。​y−27​​≤213​ 即 −213​≤y−27​≤213​,−3≤y≤10;這個範圍包含 0,所以 0≤y2≤100(y=0 時最小,y=10 時最大)。x、y 各自獨立,最大值 M=9+100=109(x=3,y=10),最小值 m=1+0=1(x=1,y=0)。(M,m)=(109,1)。
y 的範圍跨過 0,y2 的最小值是 0,不是端點 (−3)2=9。
第 16 題設 P(x,y),0<x<1、0<y<1。△PDA 以 DA(在直線 y=1 上,長 1)為底,高是 1−y;△PBC 以 BC(在 x 軸上,長 1)為底,高是 y。底相等,面積比等於高的比:(1−y):y=1:2,2(1−y)=y,y=32​。△PAB 以 AB(在 y 軸上)為底,高是 x;△PCD 以 CD(在直線 x=1 上)為底,高是 1−x:x:(1−x)=2:3,3x=2(1−x),x=52​。所以 P(52​,32​)。
先看清楚每個三角形的底在正方形的哪一邊:DA 是上邊、BC 是下邊、AB 是左邊、CD 是右邊。
第 17 題⑩ 把 5=2x 代入 5y=81​:(2x)y=2xy=81​=2−3,所以 xy=−3。⑪ 比較 5 的整數次方:5−2=251​<81​<51​=5−1,即 5−2<5y<5−1。底數 5>1,指數愈大值愈大,所以 −2<y<−1,n=−2。
81​ 夾在 251​ 與 51​ 之間;y 是負數,整數 n 取的是比 y 小的那一個。
第 18 題⑫ 設 t=ax+a−x(a>0,所以 t>0)。t3=a3x+a−3x+3ax⋅a−x(ax+a−x)=52+3t,即 t3−3t−52=0。由題目給的分解 (t−4)(t2+4t+13)=0;t2+4t+13=(t+2)2+9>0 沒有實數解,所以 t=4。⑬ a2x+a−2x=(ax+a−x)2−2=16−2=14。
驗算:4×(14−1)=52,即 (ax+a−x)(a2x−1+a−2x)=a3x+a−3x。

06計算題(第 19~21 題):有理化比大小、指數相除、用對數估計位數

第 19 題三個數根號內的差都是 5,做分子有理化:a=7​−2​=7​+2​(7​−2​)(7​+2​)​=7​+2​5​;同理 b=8​+3​5​,c=9​+4​5​。分母都是正數,且 7​+2​<8​+3​<9​+4​(每一項都變大)。分子相同,分母愈大值愈小,所以 a>b>c。
數值檢查:a≈1.232、b≈1.096、c=3−2=1。
第 20 題化成以 3 為底:27x=(33)x=33x=67,81y=(34)y=34y=603。兩式相除:33x−4y=34y33x​=60367​=91​=3−2(603=67×9)。所以 3x−4y=−2。
所求 3x−4y 正好是兩個指數的差,所以用除法;不需要分別求出 x、y。
第 21 題先求 2136279841 是幾位數。log2136279841=136279841×log2≈136279841×0.30=40883952.3。所以 2136279841=1040883952.3,介於 1040883952 與 1040883953 之間,是 40883953 位數。2136279841 的個位數字不是 0(2 的次方不是 10 的倍數),減 1 之後位數不變,所以 2136279841−1 也是 40883953 位數。每張紙印 3000 個數字:40883953÷3000=13627.98⋯,13627 張只能印 40881000 個數字,不夠,至少要 13628 張。以千張為單位,13 千張(13000 張)不夠,所以至少需要 14 千張。
首數是 40883952,位數要加 1。若題意是問「大約幾千張」,13628 張約是 13.6 千張。本題照題目給的 log2≈0.30 計算;用更精確的 0.3010 算是 41020233 位、要 13674 張,結論一樣是 14 千張。
大數的位數看常用對數的首數:首數是 n,這個數就是 n+1 位數。

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常見問題

四維高中 114 上 高一第一次段考數學的答案在哪裡?

本頁列出全部 21 題的答案;答案由御藍教育逐題重新計算。

四維高中 114 上 高一第一次段考數學哪幾題最容易錯?

第 5 題雙重根號化簡後的值本身小於 1,整數部分是 0;第 8 題的 (C)(D)(E) 都要自己找反例;第 10 題的比例式有兩種情況,所求有兩個值;第 15 題 y 的範圍跨過 0,平方的最小值是 0;第 21 題要先確認減 1 之後位數不變,再把位數換成張數。詳解逐題寫在本頁。

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這份段考卷可以下載列印嗎?

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。

題目取自四維高中 114 學年度上學期 高一第一次段考 數學,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。

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