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、常用對數)

臺南二中 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

選擇題 2 題(10 分)、填充題 14 格(70 分,依答對格數給分)、混合題 2 題共 5 小題(20 分)

一、選擇題(一題 5 分,共 10 分,錯一個選項得 3 分,錯兩個選項得 1 分,其餘得 0 分)
1
請選出正確的選項?
  1. (A) 若 a 與 b 都是有理數,則 a+b2​ 是無理數
  2. (B) 3​+2​2​​−3​−2​2​​ 是無理數
  3. (C) 設 a、b、c、d 為實數,若 a+b3​=c+d3​,則 a=c 且 b=d
  4. (D) 設 a、b 為非負實數,若 2a+b​=ab​,則 a=b
  5. (E) 34051​ 可化為有限小數,而 34052​ 可化為循環小數
2
請選出正確的選項?
  1. (A) (−2)34​=3(−2)4​
  2. (B) 0.2+0.8=1
  3. (C) 10log(5​+1)=5​+1
  4. (D) (2−5​)2​=2−5​
  5. (E) 在右圖數線上,6 個小圓黑點為 PQ​ 的等分點,其中 P(10​)、Q(37​),則 7510​+237​​ 在該數線上所對應的點應為 B 點
載入中...
二、填充題(依配分表給分,共 70 分)配分表(答對格數→累計得分):1 格 7 分、2 格 14 分、3 格 21 分、4 格 27 分、5 格 33 分、6 格 39 分、7 格 44 分、8 格 49 分、9 格 54 分、10 格 58 分、11 格 62 分、12 格 65 分、13 格 68 分、14 格 70 分。(本頁第 3~16 題依序為卷面填充題第 1~14 題)
3
已知 x、y 是有理數,若 (4+25​)x−(5​−2)y=2+75​,求數對 (x,y)= ____。
4
設 12−108​​=a+b,其中 a 為正整數,且 0<b<1,求 3a−b1​+b−a1​ 的值 ____。
5
設 x、y 是正實數且 xy=22​,若當 x=α,y=β 時,9x2+2y2 有最小值 m,求序組 (α,β,m)= ____。
6
解不等式:{2<∣x−1∣<10∣2x+1∣≥9​ 得 x 的範圍為 ____。
7
在一筆直的道路上,有 A、B 兩棟大樓,今欲在此道路上蓋一間超市 C,使得 A 大樓到超市 C 的距離是 B 大樓到超市 C 距離的 2.5 倍。若將此道路視為數線的一部份,且 A(9)、B(−6)、C(x),求 x= ____。(有兩解)
8
設 a、b 為實數,b>0,若不等式 ∣ax+3∣≥b 的解為 x≥10 或 x≤−2,求數對 (a,b)= ____。
9
解方程式 ∣2x−1∣−∣x+1∣=2,得 x 之值為 ____。
10
已知 a>0,且 a21​+a−21​=6​,求 a23​+a−23​ 的值 ____。
11
求 (8125​)−32​×(5​−3​)31​×(5​+3​)31​×2327​​ 之值 ____。
12
已知 (91​)a=2,求 27a−27−a+43−a​ 之值 ____。
13
已知 100.4771≈3,100.8451≈7,求 (21)200 是 ____ 位數。
14
已知 a=log36,求 (10​)a×log(1003105​)+1001−a×log(10(102a)) 的值 ____。
15
如圖(示意圖),已知 AB=log100,BC=7+35​,B 點在 AC 上。今以 AC 為直徑作半圓,並過 B 點作 AC 的垂直線交半圓於 D 點。求線段 BD 的長 ____。(須將答案化至最簡)
載入中...
16
若 x、y、z 為三個正實數,滿足 x3y−21​=1,y2z3=10,3⋅logzx​=4,求 2zx3−y​ 的值 ____。
三、混合題(共 20 分,除單選題外,其餘皆須詳列計算過程)(本頁第 17、18 題為卷面混合題第 1 題的 (1)(2);第 19~21 題為卷面混合題第 2 題的 (1)(2)(3))
混合題第 1 題(第 17~18 題) 一位農夫想用 40 公尺的竹籬,沿著牆邊圍出一個長方形菜圃,其中靠牆的一邊不圍,並在其中兩邊各留著寬 2 公尺的出入口,如右圖所示,求:
17
(1) 此農夫所能圍出的菜圃最大面積為多少平方公尺?(5 分)
載入中...
18
(2) 當菜圃的面積最大時,設其長為 a 公尺,寬為 b 公尺,a>b,求數對 (a,b)。(3 分)
混合題第 2 題(第 19~21 題) 某池塘布袋蓮的面積每過 n 個月便蔓延成原來的 9 倍,且每個月的蔓延速率固定。已知一開始池塘中布袋蓮的面積為 m 平方公尺,且經過 6 個月後布袋蓮的面積為 675 平方公尺;而從一開始觀察的 10 個月後,布袋蓮的面積為 6075 平方公尺。試回答下列問題:
19
(1) 請選出 1 個月後,布袋蓮的面積為多少平方公尺?(單選題,2 分)
  1. (A) 9m
  2. (B) n9​⋅m
  3. (C) 3n1​⋅m
  4. (D) 3n2​⋅m
  5. (E) n91​⋅m
20
(2) 試求數對 (m,n) 的值。(8 分)
21
(3) 求一開始觀察的 3 個月後,布袋蓮的面積為多少平方公尺?(2 分)
02 · 答案

答案一覽,先對再看詳解

第 1 題(D)(E)
第 2 題(C)(E)
第 3 題(2, −3)
第 4 題−1
第 5 題(323​​, 6​, 24)
第 6 題−9<x≤−5 或 4≤x<11
第 7 題−16 或 −712​
第 8 題(−43​, 29​)
第 9 題4 或 −32​
第 10 題36​
第 11 題2516​
第 12 題−232​​
第 13 題265
第 14 題122
第 15 題3+5​
第 16 題−450
第 17 題242 平方公尺
第 18 題(22, 11)
第 19 題(D)
第 20 題(25, 4)
第 21 題753​ 平方公尺
03 · 勾錯題號

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04 · 逐題詳解

每一題,錯在哪一步

看完想確認自己真的會,有些題目下面可以當場做一題同型的(免註冊)。

01選擇題 1~2:有理數與無理數、指數與對數的基本性質

第 1 題答案 (D)(E)。(A) 錯:取 b=0,a+b2​=a 是有理數。(B) 錯:通分後分母是 (3​+2​)(3​−2​)=1,分子是 2​(3​−2​)−2​(3​+2​)=−4,所以這個數等於 −4,是有理數。(C) 錯:條件只說是實數,取 a=3​、b=0、c=0、d=1,兩邊都是 3​,但 a=c。(D) 對:兩邊乘以 2 再移項得 a−2ab​+b=0,即 (a​−b​)2=0,所以 a​=b​,a=b。(E) 對:34051​=203​,分母只有質因數 2、5,是有限小數(0.15);34052​=8513​,分母 85=5×17 含有 17,是循環小數。
(C) 要 a、b、c、d 都是有理數才能比較係數;(E) 要先約成最簡分數再看分母。
第 2 題答案 (C)(E)。(A) 錯:分數指數 anm​ 只在底數 a>0 時有定義,(−2)34​ 沒有意義,不能寫成等式。(B) 錯:0.2=92​、0.8=98​,相加是 910​=1.1。(C) 對:log(5​+1) 的意思就是「10 的幾次方等於 5​+1」,所以 10log(5​+1)=5​+1。(D) 錯:(2−5​)2​=∣2−5​∣,而 2<5​,所以等於 5​−2。(E) 對:6 個等分點把 PQ​ 分成 7 等分。7510​+237​​=10​+72​(37​−10​),是從 P 往 Q 走 72​ 的位置,也就是左邊數來第 2 個黑點 B。
(E) 也可以用分點公式看:這個點把 PQ​ 分成 2:5,靠近 P。

02填充 1~3(第 3~5 題):比較係數、雙重根號、算幾不等式

第 3 題把左邊依「有理數部分」和「5​ 的係數」整理:(4x+2y)+(2x−y)5​=2+75​。x、y 是有理數,所以 4x+2y=2 且 2x−y=7。第一式除以 2 得 2x+y=1,和第二式相加得 4x=8,x=2,代回得 y=−3。
−(5​−2)y 展開是 −5​y+2y,正負號要逐項處理。
第 4 題108​=227​,所以 12−108​=12−227​。找兩數和 12、積 27:9 和 3,得 12−108​​=9​−3​=3−3​。3​≈1.732,3−3​≈1.268,整數部分 a=1,小數部分 b=2−3​。3a−b=1+3​,b−a=1−3​,所求 =1+3​1​+1−3​1​=(1+3​)(1−3​)(1−3​)+(1+3​)​=−22​=−1。
要先把 108​ 寫成 227​,根號前面是 2 才能找「和、積」。
第 5 題9x2、2y2 都是正數,由算幾不等式 29x2+2y2​≥9x2⋅2y2​=32​xy=32​×22​=12,所以 9x2+2y2≥24,最小值 m=24。等號成立在 9x2=2y2=12:x2=34​,x=3​2​=323​​;y2=6,y=6​。檢查:xy=323​​×6​=3218​​=22​,符合條件。所以 (α,β,m)=(323​​,6​,24)。
等號成立時兩項相等,而且兩項的和是 24,所以各是 12。
算幾不等式求極值要寫出等號成立的條件,並確認那組值符合題目的限制。

03填充 4~7(第 6~9 題):絕對值不等式與方程式

第 6 題第一式 2<∣x−1∣<10:2<x−1<10 或 −10<x−1<−2,即 3<x<11 或 −9<x<−1。第二式 ∣2x+1∣≥9:2x+1≥9 或 2x+1≤−9,即 x≥4 或 x≤−5。兩式要同時成立,取共同的部分:3<x<11 和 x≥4 重疊成 4≤x<11;−9<x<−1 和 x≤−5 重疊成 −9<x≤−5。
端點有沒有等號要分開看:4 和 −5 來自第二式(有等號),11 和 −9 來自第一式(沒有等號)。
第 7 題AC=∣x−9∣,BC=∣x+6∣,條件是 ∣x−9∣=25​∣x+6∣,即 2∣x−9∣=5∣x+6∣。2(x−9)=5(x+6) 得 −3x=48,x=−16;2(x−9)=−5(x+6) 得 7x=−12,x=−712​。檢查:x=−16 時 AC=25、BC=10;x=−712​ 時 AC=775​、BC=730​,比都是 2.5。
C 可以在 A、B 之間,也可以在 B 的左邊(外側),所以有兩解。
第 8 題解「x≥10 或 x≤−2」的兩個端點中點是 4,到中點的距離是 6,所以解等於 ∣x−4∣≥6。兩邊乘以 43​:​43​x−3​≥29​,也就是 ​−43​x+3​≥29​。和 ∣ax+3∣≥b 對照,常數項要是 +3,所以 a=−43​、b=29​。
​43​x−3​ 和 ​−43​x+3​ 相等,要配合題目的「+3」選後者,a 是負的。
第 9 題絕對值裡面在 x=21​ 和 x=−1 變號,分三段。① x≥21​:(2x−1)−(x+1)=2,x=4,在這一段裡,合。② −1≤x<21​:−(2x−1)−(x+1)=2,−3x=2,x=−32​,在這一段裡,合。③ x<−1:−(2x−1)+(x+1)=2,x=0,不在這一段裡,不合。所以 x=4 或 −32​。
每一段解出來的 x 都要檢查是否落在那一段的範圍內。
∣x−c∣≥r 的解是「離 c 的距離至少 r」;由解回推時先找兩端點的中點和半徑。

04填充 8~10(第 10~12 題):指數律與對稱式

第 10 題設 t=a21​+a−21​=6​,注意 a21​⋅a−21​=1。t3=a23​+a−23​+3⋅a21​⋅a−21​(a21​+a−21​)=a23​+a−23​+3t,所以 a23​+a−23​=t3−3t=66​−36​=36​。
第 11 題逐項化簡。(8125​)−32​=(1258​)32​=(52​)2=254​。(5​−3​)31​×(5​+3​)31​=[(5​−3​)(5​+3​)]31​=231​。2327​​=(2⋅237​)21​=(2310​)21​=235​。相乘:254​×231​+35​=254​×22=2516​。
5​−3​>0,所以可以用 arbr=(ab)r 把兩個 31​ 次方合併。
第 12 題(91​)a=3−2a=(3−a)2=2,而 3−a>0,所以 3−a=2​,3a=2​1​。27a=(3a)3=22​1​=42​​;27−a=(3−a)3=22​;43−a​=42​​。所求 =42​​−22​+42​​=22​​−22​=−232​​。
(91​)a=2>1 表示 a<0,所以 27a 比 27−a 小,答案是負的。
指數求值題先把條件化成「某個底數的次方等於多少」(這裡是 3−a=2​),再把所求每一項都改寫成它的次方。

05填充 11~14(第 13~16 題):位數、log 的意義、半圓與聯立

第 13 題21=3×7≈100.4771×100.8451=101.3222,所以 21200≈101.3222×200=10264.44=100.44×10264。1<100.44<10,所以 21200 介於 10264 和 10265 之間,是 265 位數。
10n≤N<10n+1 時 N 是 n+1 位數,指數的整數部分 264 要加 1。
第 14 題a=log36 表示 10a=36。第一項:(10​)a=(10a)21​=36​=6;1003105​=102+35​=10311​,它的 log 是 311​;乘起來是 6×311​=22。第二項:1001−a=(10a)2100​=362100​;log(10(102a))=102a=(10a)2=362;乘起來是 100。所求 =22+100=122。
log(10k)=k,這裡的 k 是 102a 整個數,不必把 362 乘開,會和前面的分母約掉。
第 15 題AB=log100=2。AC 是直徑,所以 ∠ADC=90∘。在 △ABD 和 △DBC 中,∠ABD=∠DBC=90∘,且 ∠BAD=90∘−∠ADB=∠BDC,兩個三角形相似,BDAB​=BCBD​,得 BD2=AB×BC=2(7+35​)=14+65​。14+65​=14+245​,找兩數和 14、積 45:9 和 5,所以 BD=14+245​​=9​+5​=3+5​。
BD 是 AB 與 BC 的幾何平均數。答案要把雙重根號化開才算最簡。
第 16 題由 x3y−21​=1 得 x3=y21​,兩邊平方 y=x6。代入第二式:x12z3=10。第三式 logzx​=34​ 表示 zx​=1034​,x=1034​z,所以 x12=1016z12。代回:1016z15=10,z15=10−15,z>0 所以 z=10−1=101​。於是 x=1034​×10−1=1031​,x3=10,y=x6=100。所求 =2×101​10−100​=51​−90​=−450。
檢查:y2z3=104×10−3=10;zx​=1031​+1=1034​,3logzx​=4。
logA=k 就是 A=10k。看到 log 的條件先翻成 10 的次方,再用指數律處理。

06混合題 1(第 17~18 題):靠牆的菜圃

第 17 題設與牆平行的一邊長 x 公尺,與牆垂直的兩邊各長 y 公尺(x>0,y>0)。要圍的三邊總長是 x+2y,其中兩個出入口共 4 公尺不用竹籬,所以 x+2y−4=40,即 x+2y=44。面積是 xy。由算幾不等式 2x+2y​≥x⋅2y​,即 22≥2xy​,兩邊平方得 484≥2xy,xy≤242。等號在 x=2y=22,即 x=22、y=11 時成立,所以最大面積是 242 平方公尺。
出入口不用竹籬,三邊的總長比竹籬多 4 公尺,是 44 不是 40。算幾不等式要用 x 和 2y 這兩項,它們的和才是定值。
第 18 題面積最大時算幾不等式的等號成立,x=2y,再配合 x+2y=44 得 x=22、y=11。長 a 比寬 b 大,所以 (a,b)=(22,11)。
這時與牆平行的那一邊是 22 公尺,與牆垂直的兩邊各 11 公尺。

07混合題 2(第 19~21 題):布袋蓮的面積

第 19 題答案 (D)。每個月的蔓延速率固定,設每過 1 個月面積變成原來的 r 倍(r>0)。過 n 個月是 rn 倍,所以 rn=9,r=9n1​=(32)n1​=3n2​。1 個月後的面積是 3n2​⋅m。
「n 個月變 9 倍」是每個月的倍率連乘 n 次等於 9,不是每個月多 n9​ 倍。
第 20 題t 個月後的面積是 m⋅(3n2​)t=m⋅3n2t​。由題意 m⋅3n12​=675、m⋅3n20​=6075。兩式相除:3n20​−n12​=3n8​=6756075​=9=32,所以 n8​=2,n=4。代回第一式:m⋅33=675,m=25。所以 (m,n)=(25,4)。
檢查:25×3420​=25×243=6075。從第 6 個月到第 10 個月剛好變 9 倍,所以 n=4。
第 21 題n=4 時每個月的倍率是 342​=321​。3 個月後的面積是 25×(321​)3=25×323​=25×33​=753​ 平方公尺。
753​≈129.9,介於一開始的 25 和 4 個月後的 225 之間。
固定倍率的成長寫成 m⋅rt;有兩筆資料時把兩式相除,m 會消掉。

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選擇第 2 題的選項 A 底數是負數,分數指數沒有定義;填充第 6 題要把常數項配成正 3,所以 a 是負的;填充第 14 題三個條件要先全部化成 10 的次方再代入,答案是負的;混合題第 1 題兩個出入口不用竹籬,三邊總長是 44 公尺而不是 40 公尺。詳解逐題寫在本頁。

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