御藍教育/段考卷/高一

段考詳解範圍:數與式(實數與根式、絕對值、算幾不等式、指數、對數)

臺南二中 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 22 題,照原卷順序

選擇題 2 題 10 分、填充題 15 題共 19 格 84 分(依答對格數給分)、計算題 1 題 6 分。本頁第 3~21 題是卷面填充題的 19 格,第 22 題是計算題。答案已與學校公布的答案逐題核對。

一、選擇題(10%)【每題至少有一個選項是正確的,每題答對可得 5 分,只錯一個選項得 3 分,錯兩個選項得 1 分,錯三個或三個以上選項得 0 分,未作答者得 0 分】
1
請選出正確的選項?
  1. (A) 若 a+b 與 a−b 都是有理數,則 a、b 都是有理數
  2. (B) (5​+3​)<(6​+2​)
  3. (C) 設 a、b 為實數,若 a+b5​=0,則 a=0 且 b=0
  4. (D) 452349​ 可化成有限小數
  5. (E) 1.23456 在小數點後第 2000 位數字為 5。
2
請選出正確的選項?
  1. (A) 設 a 是整數,則 a43​=4a3​
  2. (B) 設 a 是整數,則 (a4)43​=a3
  3. (C) (0.3)−0.3>(0.3)−0.2
  4. (D) 設 x 為實數,則 ∣x−2∣+∣x+3∣ 的最小值是 5
  5. (E) 方程式 ∣x−2∣+∣x+3∣=5 恰有兩個實數解。
二、填充題(84%)答對格數 1~19 格依序得 6、12、18、24、30、35、40、45、50、54、58、62、66、69、72、75、78、81、84 分
3
將循環小數 2.518 化成最簡分數後,可得 ____。
4
若 30−105​​ 的整數部分為 a,小數部分為 b,(即 0<b<1),求 2a−b1​+b1​ 的值 ____。
5
設 x+x2​=6,求 x3+x38​ 之值 ____。
6
數線上兩點 A(7)、B(−3),若點 P 也在數線上,且 AP:PB=3:5,求 P 點坐標 ____(有兩解)。
填充題第 5 題(第 7~8 題) 設 x、y 是正實數且 xy=245​:
7
(1) 求 5x+2y 的最小值 ____。
8
(2) 當 5x+2y 發生最小值時,求數對 (x,y)= ____。
填充題第 6 題(第 9~10 題) 解不等式:
9
(1) {∣x+2∣≥5∣2x−3∣<23​ ____
10
(2) ∣x−2∣+∣x+3∣<11 ____。
11
設 a、b 為實數,若不等式 ∣ax+3∣≤b 的解為 −2≤x≤10,求數對 (a,b)= ____。
12
解方程式:∣x−1∣+x2−5=0 ____。
13
求 (925​)−23​×(401​)31​×(625)31​×(21+3​​)0 之值 ____。
14
若 3549​77​​​=7x,求實數 x= ____。
15
設 a>0,若 a2x=2​−1,求 ax+a−xa3x−a−3x​ 的值 ____。
16
已知 3x+3−x=4,求 27x+27−x 的值 ____。
17
設 log2=a,log3=b,試將 log15 之值以 a、b 表示,可得 ____。
填充題第 14 題(第 18~20 題) 求下列各值:
18
(1) log5​625+log8​641​+log3​813​​= ____。
19
(2) 3⋅log6​4+2⋅log6​9−log6​24= ____。
20
(3) (101​)log3−(25)log5​21​= ____。
21
pH 值是衡量溶液酸鹼程度的標準,它的定義為:pH 值 =−log[H+],其中 [H+] 表示溶液的氫離子濃度(莫耳/升)。已知 A 溶液的 pH 值為 2.3,且 A 溶液的氫離子濃度是 B 溶液的氫離子濃度的 100010​ 倍,求 B 溶液的 pH 值 ____。
三、計算題(6%)
22
設於某項實驗中進行某種細菌的培養,根據細菌生長的特性,每隔相等的時間細菌數之增長倍率是一樣的。若開始觀察的 n 天後,細菌數變為原來的 4 倍,且已知 3 天後、721​ 天後細菌數分別為 2×106 株、1.28×108 株,求:(1) n 之值 (2) 一開始觀察時的細菌數?
02 · 答案

答案一覽,先對再看詳解

第 1 題(A)(D)(E)
第 2 題(C)(D)
第 3 題110277​
第 4 題21+5​​
第 5 題180
第 6 題413​ 或 22
第 7 題30
第 8 題(3, 215​)
第 9 題−10<x≤−7 或 3≤x<13
第 10 題−6<x<5
第 11 題(−43​, 29​)
第 12 題x=2 或 x=21−17​​
第 13 題5027​
第 14 題3011​
第 15 題2​−3
第 16 題52
第 17 題b+1−a
第 18 題−23​
第 19 題3
第 20 題121​
第 21 題5.8
第 22 題(1) n=1.5 (2) 1.25×105 株
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選擇題 1~2(第 1~2 題):有理數與小數、分數指數、絕對值和

第 1 題答案 (A)(D)(E)。(A) 對:a=2(a+b)+(a−b)​,b=2(a+b)−(a−b)​,有理數相加、相減、再除以 2 仍是有理數,所以 a、b 都是有理數。(B) 錯:兩邊都是正數,比較平方。(5​+3​)2=8+215​,(6​+2​)2=8+212​,15​>12​,所以左邊比較大。(C) 錯:a、b 只是實數,取 a=5​、b=−1,則 a+b5​=0,但 a、b 都不是 0。(D) 對:2349=9×261,45=9×5,約分後是 5261​=52.2,是有限小數。(E) 對:小數點後第 1 位是不循環的 2,從第 2 位起才是 3456 一直重複。第 2000 位是循環部分的第 1999 個數字,1999=4×499+3,所以是循環節 3456 的第 3 個數字 5。
(C) 要 a、b 都是有理數才能推得 a=b=0。(D) 的判斷方法:化成最簡分數後,分母只含質因數 2 或 5 才能化為有限小數。(E) 若忘了先扣掉第 1 位,會算成 2000=4×500,得到循環節的最後一個數字 6。
第 2 題答案 (C)(D)。(A) 錯:分數指數 a43​ 只在底數 a>0 時有定義。a 是整數時可以是負數,例如 a=−1,此時 a3=−1,4−1​ 不是實數,a43​ 也沒有意義。(B) 錯:取 a=−1,a4=1,左邊 =143​=1,右邊 =(−1)3=−1,不相等。(C) 對:0.3=(310​)−1,所以 (0.3)−0.3=(310​)0.3,(0.3)−0.2=(310​)0.2。兩數都是正數,同取 10 次方比較:(310​)3>(310​)2(因為 310​>1),所以左邊比較大。(D) 對:∣x−2∣+∣x+3∣ 是數線上 x 到 2 與到 −3 的距離和;x 在 −3 與 2 之間(含端點)時,距離和等於兩點的距離 5,在外面時大於 5,所以最小值是 5。(E) 錯:由 (D),−3≤x≤2 的每一個 x 都使距離和等於 5,解有無限多個。
(B) 的左邊其實是 (a4)43​=∣a∣3:a4 不是負的,開四次方根得到的是 ∣a∣。指數律 (am)n=amn 用在分數指數時,底數要是正數。
看到「設 a 是整數」「設 a、b 為實數」這類條件,先想負數、0、無理數會不會讓敘述不成立。

02填充 1~4(第 3~6 題):循環小數、雙重根號、立方和、分點

第 3 題設 t=2.518。10t=25.18,1000t=2518.18,兩式相減:990t=2518−25=2493,所以 t=9902493​。分子分母同除以 9:t=110277​。277 不是 2、5、11 的倍數,已是最簡分數。
循環節是 18 兩位,不循環的小數有 5 一位,所以用 1000t 減 10t。檢查:277÷110=2.5181818⋯。
第 4 題先化簡:105​=2125​,找兩數和 30、積 125,是 25 與 5,所以 30−105​​=25​−5​=5−5​。因為 2<5​<3,所以 2<5−5​<3,整數部分 a=2,小數部分 b=(5−5​)−2=3−5​。 2a−b=4−(3−5​)=1+5​,有理化分母: 1+5​1​=45​−1​,3−5​1​=43+5​​ 相加得 4(5​−1)+(3+5​)​=42+25​​=21+5​​。
雙重根號要先把內層寫成 2  ​ 的形式。b=3−5​≈0.764,符合 0<b<1。
第 5 題把 x2​ 看成一個數:x⋅x2​=2,且 x3+x38​=x3+(x2​)3。由 (p+q)3=p3+q3+3pq(p+q),取 p=x、q=x2​:63=x3+x38​+3×2×6,所以 x3+x38​=216−36=180。
這裡 pq=2 不是 1,要減的是 3×2×6=36,不是 3×6=18。
第 6 題AB=7−(−3)=10。① P 在 A、B 之間:AP=10×83​=415​,P 的坐標是 7−415​=413​。② P 在線段外:AP<PB,P 離 A 較近,所以在 A 的右邊。設 AP=3k、PB=5k,則 PB−AP=2k=AB=10,k=5,AP=15,P 的坐標是 7+15=22。
也可以直接解 5∣x−7∣=3∣x+3∣:5(x−7)=3(x+3) 得 x=22;5(x−7)=−3(x+3) 得 x=413​。A 在右、B 在左,從 A 往 B 走坐標是變小。

03填充 5~6(第 7~10 題):算幾不等式、絕對值不等式

第 7 題5x 與 2y 都是正數,由算幾不等式 25x+2y​≥5x⋅2y​=10xy​=10×245​​=225​=15,所以 5x+2y≥30,最小值是 30(等號成立的情形見下一題)。
算幾不等式算出的 15 是平均數的下限,和的最小值要再乘 2。
第 8 題等號在 5x=2y 時成立。此時 5x+2y=30,所以 5x=2y=15,x=3,y=215​。檢查:xy=3×215​=245​,符合條件。所以 (x,y)=(3,215​)。
等號成立的條件是「相加的那兩項相等」,是 5x=2y,不是 x=y。
第 9 題第一式 ∣x+2∣≥5:x+2≥5 或 x+2≤−5,即 x≥3 或 x≤−7。第二式 ∣2x−3∣<23:−23<2x−3<23,−20<2x<26,−10<x<13。兩式要同時成立:−10<x≤−7 或 3≤x<13。
有等號的端點 −7、3 來自第一式,沒有等號的端點 −10、13 來自第二式。
第 10 題∣x−2∣+∣x+3∣ 是 x 到 2 與到 −3 的距離和。① −3≤x≤2:距離和是 5,5<11 都成立。② x>2:(x−2)+(x+3)=2x+1<11,x<5,得 2<x<5。③ x<−3:(2−x)+(−x−3)=−2x−1<11,x>−6,得 −6<x<−3。三段合起來是 −6<x<5。
用距離看:距離和比 5 多出 6,兩邊各往外多走 3,所以是 −3−3<x<2+3。
∣x−p∣+∣x−q∣ 是到兩點的距離和:在兩點之間是定值,往外每走 1 單位就增加 2。

04填充 7~10(第 11~14 題):反推係數、含絕對值的方程式、指數律

第 11 題解是一段有兩個端點的區間,所以 a=0、b>0,而且兩個端點 x=−2、x=10 都使等號成立:∣−2a+3∣=b 且 ∣10a+3∣=b。於是 ∣−2a+3∣=∣10a+3∣:−2a+3=10a+3 得 a=0(不合);−2a+3=−(10a+3) 得 8a=−6,a=−43​。此時 b=​23​+3​=29​。 檢查:​−43​x+3​≤29​ 即 −29​≤−43​x+3≤29​,−215​≤−43​x≤23​,同乘 −34​(不等號方向改變)得 −2≤x≤10,符合。
另一種做法:−2≤x≤10 的中點是 4、半徑是 6,即 ∣x−4∣≤6;兩邊同乘 43​ 得 ​43​x−3​≤29​,也就是 ​−43​x+3​≤29​,常數項要對到 +3,所以 a=−43​。
第 12 題以 x=1 分兩段。① x≥1:(x−1)+x2−5=0,x2+x−6=0,(x+3)(x−2)=0,x=2 或 x=−3;只有 x=2 在這一段。② x<1:−(x−1)+x2−5=0,x2−x−4=0,x=21±17​​;21+17​​≈2.56 不在這一段,21−17​​≈−1.56 在這一段。所以 x=2 或 x=21−17​​。
每一段解出來的值都要檢查是否落在那一段;這題兩段各有一個要捨去。
第 13 題逐項化簡。(925​)−23​=((35​)2)−23​=(35​)−3=12527​。 中間兩項的指數相同,先合併:(401​)31​×(625)31​=(40625​)31​=(8125​)31​=25​。 最後一項是不為 0 的數的 0 次方,等於 1。所求 =12527​×25​×1=5027​。
指數相同的兩項可以先把底數相乘:pr×qr=(pq)r。
第 14 題全部換成 7 的次方。77​=71+21​=723​,549​=(72)51​=752​,相除得 723​−52​=71011​。再開立方:(71011​)31​=73011​。所以 x=3011​。
23​−52​=1015−4​=1011​。最外層的立方根蓋住整個分數,最後才乘 31​。
含絕對值的方程式:分段去掉絕對值,每一段解完都要回頭檢查範圍。

05填充 11~13(第 15~17 題):指數式求值、用 a、b 表示對數

第 15 題分子分母同乘 ax,把式子全部換成 a2x 的次方: ax+a−xa3x−a−3x​=a2x+1a4x−a−2x​ a2x=2​−1,所以 a4x=(2​−1)2=3−22​,a−2x=2​−11​=2​+1。分子 =(3−22​)−(2​+1)=2−32​,分母 =(2​−1)+1=2​。 所求 =2​2−32​​=2​2​−3=2​−3。
答案是負的:a2x=2​−1<1,所以 a3x<1<a−3x,分子本來就是負數。
第 16 題27x=(3x)3,27−x=(3−x)3,且 3x⋅3−x=1。由 (p+q)3=p3+q3+3pq(p+q),取 p=3x、q=3−x:43=27x+27−x+3×1×4,所以 27x+27−x=64−12=52。
與本頁第 5 題是同一個公式,這裡 pq=1。
第 17 題log2=a 表示 10a=2,log3=b 表示 10b=3。15=3×5,而 5=210​,所以 15=23×10​=10a10b×101​=10b+1−a。因此 log15=b+1−a。
用對數的運算寫也一樣:log15=log3+log5,log5=log210​=1−log2。關鍵是 5 要換成 10÷2。
已知兩數的和與積求立方和,用 (p+q)3=p3+q3+3pq(p+q),不必把兩數各自解出來。

06填充 14~15(第 18~21 題):對數的意義與運算、pH 值

第 18 題logp​q 的意思是「p 的幾次方等於 q」。54=625,所以 log5​625=4。8−2=641​,所以 log8​641​=−2。813​​=34321​​=3−27​,所以 log3​813​​=−27​。所求 =4−2−27​=−23​。
三項的底數不同,不能合併,只能各自算出來再相加。
第 19 題三項的底數都是 6,用對數的運算性質合併。3log6​4=log6​43=log6​64,2log6​9=log6​92=log6​81,所以原式 =log6​2464×81​。2464​=38​,38​×81=216=63,所以原式 =log6​216=3。
係數要先搬到真數的指數上,相加變相乘、相減變相除。
第 20 題第一項:(101​)log3=(10−1)log3=(10log3)−1=3−1=31​。第二項:25=52,所以 (25)log5​21​=(5log5​21​)2=(21​)2=41​。所求 =31​−41​=121​。
用到的只有對數的意義:10log3=3、5log5​21​=21​。
第 21 題A 溶液:−log[H+]=2.3,所以 [H+]=10−2.3。100010​=103×1021​=103.5。A 的濃度是 B 的 103.5 倍,所以 B 的濃度是 103.510−2.3​=10−5.8。B 溶液的 pH 值 =−log10−5.8=5.8。
濃度越小 pH 值越大;濃度變成 103.51​ 倍,pH 值就增加 3.5,2.3+3.5=5.8。
對數的題目先翻成指數式:logp​q=r 就是 pr=q。

07計算題 1(第 22 題):等比成長

第 22 題設一開始觀察時的細菌數為 N 株。每 n 天變為 4 倍,而且每隔相等的時間增長倍率相同,所以 t 天後的細菌數是 N×4nt​。 由題意列出兩式: N×4n3​=2×106N×4n7.5​=1.28×108 (1) 第二式除以第一式:4n7.5​−n3​=4n4.5​=2×1061.28×108​=64=43,所以 n4.5​=3,n=1.5。 (2) 代回第一式:n3​=2,N×42=2×106,N=162×106​=125000=1.25×105(株)。
檢查:7.5 天是 5 個 1.5 天,1.25×105×45=1.25×105×1024=1.28×108。學校答案卷印的給分:列出兩式得 2 分,相除得到 4n4.5​=43 得 3 分,求出 n=1.5 得 4 分,求出 N 得 6 分。
等比成長的兩筆資料相除,可以先消去起始量,只剩下倍率的次方。

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臺南二中 109 上 高一第一次段考數學哪幾題最容易錯?

第 1 題選項 E 的小數點後第一位 2 不在循環節內,要先扣掉再數;第 2 題選項 A、B 的底數可以是負整數,分數指數的規則不能直接套;第 6 題 P 在線段內外各有一解,線段外的那一解在 A 的右邊;第 12 題分段後兩段各有一個解要捨去;第 15 題要先把分子分母同乘再代入,答案是負的。詳解逐題寫在本頁。

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