御藍教育/段考卷/高二

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

臺南二中 112 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 30 題,照原卷順序

是非題每小題 1 分、多選題與填充題每題 5 分;混合題第 15 題 4 分(只答對 1 個答案給 2 分),第 16~18 題各小題依序 3 分、4 分,合計 100 分。本頁第 1~10 題為原卷第 1 題的 (1)~(10),第 11~24 題為原卷第 2~15 題,第 25~30 題為原卷第 16~18 題的 (1)(2)。答案已與學校公布的答案逐題核對。

1. 是非題,正確請填「○」,錯誤請填「×」。
1
π3​<π5​
2
2−0.1>(31​)−0.1
3
π0.1+π−0.1<2
4
(log0.9)2​=log0.9
5
log2​(log3​5)+log2​(log5​3)=0
6
2log3<3log2
7
(log2)(log81)=(log3)(log16)
8
直線 y=2023 與 y=−logx 的圖形沒有交點
9
若點 (a,b) 在 y=10x 圖形上,則點 (10b​,a−1) 在 y=logx 圖形上
10
若 a,b,c 均為正數 且 a,b,c 成等比數列,則 loga,logb,logc 成等差數列
2~3. 多選題(10%):每題 5 分,若只錯 1 選項可得 3 分,只錯 2 選項可得 1 分,其餘情況則不給分。
11
指數函數 y=ax,y=bx,y=3x 的圖形如下圖所示,其中 y=bx 與 y=3x 的圖形對稱於 y 軸。選出所有正確的選項。
  1. (A) b=31​
  2. (B) 1<a<3
  3. (C) (loga​b,b) 在 y=ax 圖形上
  4. (D) 若 (h,a​1​) 為函數 y=ax 圖形上一點,則 h=21​
  5. (E) 若 (100,k) 為函數 y=bx 圖形上一點,則 k<1
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12
函數 y=alogx,y=blogx,y=2logx 的圖形如下所示,其中 y=blogx 與 y=2logx 的圖形對稱於 x 軸。選出所有正確的選項。
  1. (A) P 點坐標為 (2,0)
  2. (B) b=−2
  3. (C) 0<a<2
  4. (D) (100a,4a) 為函數 y=2logx 圖形上一點
  5. (E) 若 (h,100) 為 y=blogx 圖形上一點,則 h<1
載入中...
4~14. 填充題(55%):每題 5 分
13
若函數 y=ax2+x 的圖形如下,則函數 y=ax 的圖形可能為下列何者?(單選題)(本站補註:五個選項的圖見下圖)
  1. (A) 圖 (A)
  2. (B) 圖 (B)
  3. (C) 圖 (C)
  4. (D) 圖 (D)
  5. (E) 圖 (E)
載入中...
14
已知 x 為任意實數,則 8(x2+2x−1) 的最小值為 ____。
15
不等式 1001​≤(10​)x≤1000 其解為 ____。
16
設 a=−1+log2​61​,則 9a+27−a= ____。
17
若 a=log8​9,則 log3​2=?(單選題) (A) 3a2​ (B) 23a​ (C) a6​ (D) 6a​ (E) 32a​ (F) 2a3​ (G) 6a (H) 6a1​
18
設 log2=a,log3=b,則將 8x=15 之解以 a、b 表示得 x= ____。
19
不等式 1+log(x+3)≤log(8−x) 其解為 ____。
20
某科學家在研究兩個變數 s 與 t(s、t 皆為正數)的關係時發現:若 x=logs,y=logt,可得圖形為 x+2y=3 的直線,則兩變數 s 與 t 的關係式為 ____。(答案不可含有 log 符號)
21
下圖為對數函數 f(x)=logx 的圖形,則以 p、q 表示得 f(52​)= ____。
載入中...
22
如下圖,設直線 x=k 與 y=logx、y=log(x−5) 分別交於 P、Q 兩點,若 PQ​=1,則 k= ____。
載入中...
23
將 (71​)100 寫成科學記號 (71​)100=a×10n,其中 1≤a<10,且 n 為整數。 若 a 的整數部分為 m,則數對 (m,n)= ____。 (本站補註:卷首參考資料 log2≈0.3010、log3≈0.4771、log7≈0.8451)
15~18. 混合題(25%):除單選題可直接填答,其餘需詳列演算過程才計分。
24
解方程式 3x⋅logx−9⋅logx+3x+1=27
原卷第 16 題(第 25~26 題) 在奇幻大陸的魔法世界中,存在著一種神奇的魔法藥劑,這種魔法藥劑的初始溫度為 100 Krisdor。為了發揮其真正的魔法力量,它需要在特定實驗室的環境溫度 19 Krisdor 下冷卻。透過以下超自然的公式可以描述這個神奇的冷卻過程: f(t)=A+(f(0)−A)⋅e−kt f(t) 是時間 t 小時後魔法藥劑的溫度,以克里斯多溫度(Krisdor)為單位。 f(0) 是魔法藥劑的初始溫度,以克里斯多溫度(Krisdor)為單位。 A 代表實驗室的環境溫度,以克里斯多溫度(Krisdor)為單位。 k 是一個與魔法藥劑特性相關的神秘常數,反映了魔法影響的程度。 請注意:克里斯多溫度(Krisdor)是一種魔法世界中的溫度單位。
25
(1) 假設魔法藥劑在 1 小時內從 100 Krisdor 冷卻到 73 Krisdor,則 e−k=?
26
(2) 再經 3 個小時,此魔法藥劑的溫度為多少 Krisdor?
原卷第 17 題(第 27~28 題) 聲音的強度是用每平方公尺多少瓦特 (W/m2) 來衡量,當測得的聲音的強度 w(W/m2) 時,所產生的音量 D 分貝: D=10×log10−12w​ 已知安靜的圖書館之聲音為 40 分貝,球場上啦啦隊 1 支汽笛獨鳴聲音為 70 分貝。
27
(1) 試問 70 分貝的聲音強度是 40 分貝的聲音強度的幾倍?(單選題) (A) 47​ (B) 1047​ (C) 1030 (D) 3010 (E) 103 (F) 310
28
(2) 設 100 支汽笛合鳴的聲音強度為 1 支汽笛獨鳴的 100 倍,試問 100 支汽笛合鳴的噪音為多少分貝?
原卷第 18 題(第 29~30 題) 懷海德教授曾在《美國物理期刊》中提到:「一張骨牌能推倒另一張比它大的骨牌。」若第 1 張骨牌的重量為 3 公克,之後每一張骨牌的重量皆為前一張骨牌重量的 2 倍。試回答以下問題:
29
(1) 從第幾張骨牌開始,這張骨牌的重量會超過 100 公克?(單選題) (A) 4 (B) 5 (C) 6 (D) 7 (E) 8 (F) 9
30
(2) 骨牌效應是指一件事的發生會引發一連串的連鎖反應,得名於按一定間距排列的骨牌相繼倒下。因此,在理想狀況下,從哪一張骨牌開始,這張骨牌的重量會超過台北 101 大樓的總重量(台北 101 大樓的總重量約為 7×1011 公克)? (本站補註:卷首參考資料 log2≈0.3010、log3≈0.4771、log7≈0.8451)
02 · 答案

答案一覽,先對再看詳解

是非題:○=正確、×=錯誤(照原卷作答規定)

1○
2×
3×
4×
5○
6×
7○
8×
9○
10○
第 11 題(A)(C)(E)
第 12 題(B)(D)(E)
第 13 題(B)
第 14 題641​
第 15 題−4≤x≤6
第 16 題833​
第 17 題(A)
第 18 題3a1+b−a​
第 19 題−3<x≤−2
第 20 題st2=1000
第 21 題2p−q−1
第 22 題950​
第 23 題(3,−85)
第 24 題x=2 或 x=10001​
第 25 題32​
第 26 題35 Krisdor
第 27 題(E)
第 28 題90 分貝
第 29 題(D)
第 30 題第 39 張
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是非題(原卷第 1 題 (1)~(10)):指數與對數的大小、對數律、圖形

第 1 題○答 ○。底數 π>1,y=πx 是遞增函數;3​<5​,所以 π3​<π5​。
第 2 題×答 ×。(31​)−0.1=30.1。30.1>30=1,而 2−0.1<20=1,所以 2−0.1<1<(31​)−0.1,原式的不等號方向不對。
第 3 題×答 ×。π0.1 與 π−0.1 都是正數,且乘積為 1。由算幾不等式 π0.1+π−0.1≥2π0.1⋅π−0.1​=2,等號只在 π0.1=π−0.1 時成立;但 π0.1>1>π−0.1,所以 π0.1+π−0.1>2,不會小於 2。
第 4 題×答 ×。(log0.9)2​=∣log0.9∣。0.9<1,所以 log0.9<0,∣log0.9∣=−log0.9>0,與 log0.9 不相等。
第 5 題○

答 ○。由換底公式 log3​5=log3log5​,log5​3=log5log3​,兩者乘積為 1,而且都是正數。所以

log2​(log3​5)+log2​(log5​3)=log2​(log3​5⋅log5​3)=log2​1=0

第 6 題×答 ×。兩數都是正數,取常用對數:log(2log3)=log3⋅log2,log(3log2)=log2⋅log3,兩者相等,所以 2log3=3log2,「小於」不成立。
第 7 題○答 ○。log81=log34=4log3,log16=log24=4log2。左邊 =4log2log3,右邊 =4log3log2,兩邊相等。
第 8 題×答 ×。令 −logx=2023,得 x=10−2023>0,是一個交點。y=−logx 的值域是全體實數,任何水平線都和它恰交於一點。
第 9 題○答 ○。(a,b) 在 y=10x 上,所以 b=10a。代入 y=logx:log10b​=logb−1=log10a−1=a−1,正好等於點的縱坐標,所以 (10b​,a−1) 在 y=logx 上。
第 10 題○答 ○。a,b,c 為正數且成等比數列,所以 b2=ac。兩邊取對數:2logb=loga+logc,即 logb−loga=logc−logb,所以 loga,logb,logc 成等差數列。
比較指數或對數的大小,先看底數比 1 大還是小;兩邊都是正數時,取對數是最快的比較方法。

02多選題(原卷第 2~3 題):由圖形判斷底數與係數

第 11 題

P 是三條圖形的共同點 (0,1)。

(A) 正確。 y=bx 與 y=3x 對稱於 y 軸,表示 bx=3−x=(31​)x 對所有 x 成立,所以 b=31​。

(B) 錯誤。 y=ax 遞增,所以 a>1;圖中在 y 軸右側,y=ax 的圖形在 y=3x 的上方,例如 x=1 時 a1>31,所以 a>3,不在 1 與 3 之間。

(C) 正確。 x=loga​b 時 ax=aloga​b=b,所以 (loga​b,b) 在 y=ax 上。

(D) 錯誤。 ah=a​1​=a−21​,又 a>1,指數函數是一對一的,所以 h=−21​,不是 21​。

(E) 正確。 k=b100=(31​)100,底數介於 0 與 1,指數為正,所以 0<k<1。

選 (A)(C)(E)。

第 12 題

三條圖形都過 logx=0 的點,也就是 x=1,所以 P=(1,0)。

(A) 錯誤。 P 點坐標為 (1,0),不是 (2,0)。

(B) 正確。 y=blogx 與 y=2logx 對稱於 x 軸,表示 blogx=−2logx 對所有 x>0 成立,取 x=10 得 b=−2。

(C) 錯誤。 圖中 y=alogx 隨 x 增大而下降,所以 a<0;它在 x>1 的部分位於 y=blogx 上方、x 軸下方,所以 −2<a<0,不在 0 與 2 之間。

(D) 正確。 x=100a 時 2logx=2log(102a)=2×2a=4a,所以 (100a,4a) 在 y=2logx 上。

(E) 正確。 −2logh=100,logh=−50,h=10−50<1。

選 (B)(D)(E)。

對稱於 y 軸是把 x 換成 −x,對稱於 x 軸是把 y 換成 −y;比較同類型圖形的高低,就是在同一個 x 比函數值。

03填充題(原卷第 4~8 題):圖形判斷、指數不等式、換底

第 13 題

拋物線 y=ax2+x=x(ax+1) 與 x 軸交於 x=0 與 x=−a1​。圖形開口向上,所以 a>0;圖中另一個交點在 −2 與 −1 之間,即 −2<−a1​<−1,得 1<a1​<2,21​<a<1。

所以 y=ax 的底數介於 0 與 1:圖形遞減、恆在 x 軸上方、過 (0,1)。

(A) 遞增,不合;(C)(D) 的函數值是負的,指數函數恆正,不合;(E) 過 (1,0),指數函數的值不會是 0,不合;只有 (B) 符合。答 (B)。

第 14 題x2+2x−1=(x+1)2−2≥−2,等號在 x=−1 時成立。底數 8>1,8u 隨 u 增大而增大,所以最小值為 8−2=641​。
第 15 題(10​)x=102x​,1001​=10−2,1000=103。不等式變成 10−2≤102x​≤103。底數 10>1,指數的大小關係不變:−2≤2x​≤3,所以 −4≤x≤6。
第 16 題

−1+log2​6=log2​6−log2​2=log2​3,所以 a=log2​31​=log3​2,即 3a=2。

9a=(3a)2=4,27−a=(3a)−3=81​。

所以 9a+27−a=4+81​=833​。

第 17 題

換底:a=log8​9=log8log9​=3log22log3​,所以 log2log3​=23a​。

log3​2=log3log2​=3a2​,選 (A)。

把題目裡的數都化成同一個底數(10、3 或 2 的次方)再處理,指數與對數的問題多半就變成一次或二次的式子。

04填充題(原卷第 9~14 題):常用對數的計算與應用

第 18 題

兩邊取常用對數:xlog8=log15,x=log8log15​。

log8=3log2=3a;log15=log230​=log3+log10−log2=b+1−a。

所以 x=3a1+b−a​。

第 19 題

真數條件:x+3>0 且 8−x>0,即 −3<x<8。

左邊 1+log(x+3)=log10+log(x+3)=log(10x+30)。底數 10>1,log 是遞增函數,所以 10x+30≤8−x,11x≤−22,x≤−2。

與真數條件取交集:−3<x≤−2。

第 20 題把 x=logs、y=logt 代入 x+2y=3:logs+2logt=3,即 log(st2)=3,所以 st2=103=1000。
第 21 題

由圖,p=log6=log2+log3,q=log9=2log3,所以 log3=2q​,log2=p−2q​。

f(52​)=log2−log5=log2−(1−log2)=2log2−1=2p−q−1。

第 22 題

P(k,logk)、Q(k,log(k−5)),兩個對數都要有意義,所以 k>5;此時 k>k−5,P 在 Q 的上方。

PQ​=logk−log(k−5)=logk−5k​=1,所以 k−5k​=10,k=10k−50,k=950​。

檢查:950​>5,符合。

原卷附圖只是示意:k=950​≈5.56<6,直線 x=k 在 y=log(x−5) 與 x 軸的交點 B(6,0) 左側,此時 log(k−5)=log95​<0,Q 其實在 x 軸下方,和附圖畫的位置不同。
第 23 題

log(71​)100=−100log7≈−84.51=−85+0.49。

所以 (71​)100=100.49×10−85,a=100.49,n=−85。

log3≈0.4771<0.49<0.6020≈log4,所以 3<a<4,整數部分 m=3。答 (3,−85)。

科學記號的次方看對數的整數部分(要把小數部分調成 0 到 1 之間),首位數字看小數部分落在哪兩個 logk 之間。

05混合題(原卷第 15~18 題):指對數方程式與應用

第 24 題

logx 要有意義,所以 x>0。3x+1=3⋅3x,方程式移項:

3xlogx−9logx+3⋅3x−27=0

前兩項提出 logx、後兩項提出 3:logx(3x−9)+3(3x−9)=0,即

(3x−9)(logx+3)=0

3x=9 得 x=2;logx=−3 得 x=10−3=10001​。兩個都大於 0,都是解。

學校給分:本題 4 分,只答對 1 個答案給 2 分。
第 25 題

環境溫度 A=19,初始溫度 f(0)=100,所以 f(t)=19+81e−kt。

f(1)=73:19+81e−k=73,81e−k=54,e−k=8154​=32​。

第 26 題

第 1 小時結束後再經 3 小時,是從開始算起 t=4 小時。

e−4k=(e−k)4=(32​)4=8116​,所以 f(4)=19+81×8116​=19+16=35。

答:35 Krisdor。

如果誤算成 t=3,會得到 19+81×278​=43;「再經」是接在第 1 小時之後。
第 27 題

設 40 分貝與 70 分貝的強度分別為 w1​、w2​:

40=10log10−12w1​​,70=10log10−12w2​​。

兩式相減:30=10(logw2​−logw1​)=10logw1​w2​​,所以 logw1​w2​​=3,w1​w2​​=103。選 (E)。

第 28 題

1 支汽笛的強度 w2​ 滿足 10log10−12w2​​=70。100 支合鳴的強度為 100w2​:

D=10log10−12100w2​​=10(log100+log10−12w2​​)=10×2+70=90

答:90 分貝。

第 29 題

第 n 張骨牌的重量是首項 3、公比 2 的等比數列:3×2n−1 公克。

n=6 時 3×25=96≤100;n=7 時 3×26=192>100。重量逐張增加,所以從第 7 張開始超過 100 公克,選 (D)。

第 30 題

要 3×2n−1>7×1011。兩邊取常用對數(log 遞增,不等號方向不變):

log3+(n−1)log2>log7+11

(n−1)×0.3010>0.8451−0.4771+11=11.368,

n−1>0.301011.368​≈37.77。

n−1 是整數,最小取 38,所以 n=39:從第 39 張骨牌開始,重量超過台北 101 大樓的總重量。

檢查:37×0.3010=11.137<11.368,38×0.3010=11.438>11.368,所以第 38 張還不到、第 39 張超過。
應用題先寫出一般式(f(t)、D、3×2n−1),比例或倍數的問題用「兩式相除」或「相減後取對數」處理。

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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。

題目取自臺南二中 112 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。

免責聲明:本站段考卷為各校定期考原卷,由御藍教育重新打字排版,供學生練習與檢討使用;答案與詳解為御藍教育撰寫,不是學校的官方版本。 如有學校、命題老師或出版社認為內容不宜公開,請來信 service@royalblue-education.com,我們會在收到後一週內下架處理。

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