御藍教育/段考卷/高一

段考詳解範圍:數與式、指數與對數(實數、絕對值、指數、常用對數)

武陵高中 111 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 15 題,照原卷順序

多重選擇題 4 題(32 分,每題 8 分,錯一個選項得 5 分,錯二個選項得 2 分,錯三個選項以上得 0 分)、填充題 8 格(48 分,每格 6 分)、素養混合題 2 題(20 分:第 1 題多選 10 分,第 2 題計算 A 4 分、B 6 分)。答案已與學校公布的答案逐題核對,全部一致。

一、多重選擇題:(32 分,每題 8 分,錯一個選項得 5 分,錯二個選項得 2 分,錯三個選項以上得 0 分)
1
設 p、q 為實數,下列選項哪些正確?
  1. (A) 若 p<q,p、q 為有理數,至少有一有理數 r 使得 p<r<q。
  2. (B) 若 p<q,p、q 為無理數,至少有一有理數 r 使得 p<r<q。
  3. (C) 若 p 為無理數,p>0,則 p21​ 為無理數。
  4. (D) 若 p2 為無理數,則 p3 為無理數。
  5. (E) 若 p 為無理數、q 為有理數,則 87p+q​ 為無理數
2
下列關於 2 的次方的運算哪些正確?
  1. (A) 22+21=23
  2. (B) 221​−221​=20
  3. (C) 221​=2−1
  4. (D) (2x)2=(4x)
  5. (E) 22​+22​=22​+1
3
下列選項哪些正確?
  1. (A) 15​−14​>30​−29​
  2. (B) 30​−28​>15​−14​
  3. (C) 1​+2​−3​>2​+3​−4​
  4. (D) 3+18​>4+11​
  5. (E) 20​+27​>18​+30​。
4
下列選項哪些正確?
  1. (A) log10​1​=2−1​
  2. (B) log123>2
  3. (C) 0<loga<3,則 1<a≤999
  4. (D) 10log101​=−1
  5. (E) 100log3=102log3=(10log3)2=9。
二、填充題:(48 分,每格 6 分)〔原卷填充題另編第 1~7 題,即本頁第 5~12 題;填充 6 有兩格,即本頁第 10、11 題〕
5
已知 x+x2​=10​,求 8x3​+x31​ 之值。____
6
x 為整數且滿足 ∣x−2−3​∣+∣x−5∣=3−3​,求 x 的值。____
7
實數數線上 A(46−65​​)、B(14−65​​),已知 P 點在數線上,且 AP:BP=3:1,求 P 點座標 ____
8
x=2​−12​+1​,求 x4−x41​= ____
9
解不等式 ∣2x−1∣>x−6,解 x 的範圍並以區間表示。____
填充題第 6 題(第 10~11 題) 已知 2(logx)2+3logx+2 是正數。
10
求 2(logx)2+3logx+2+2(logx)2+3logx+216​+8 的最小值 ____(填充 6 的第一格)
11
求發生最小值的 x 值,x= ____(填充 6 的第二格)
12
x>2,化簡 (x−2)21​+(x+2)21​+161​​= ____(表示成沒有根號、括弧、絕對值的樣子)
四、素養混合題:20%〔原卷第 1 題(多選題,10%)即本頁第 13 題,第 2 題的 A(計算題,4%)、B(計算題,6%)即本頁第 14、15 題〕
素養混合題第 1 題(第 13~13 題) 1624 年,布里格斯所發表的著作《對數算數》中,提到了一種計算 log2 的方法。他首先算出 10 的平方根、4 次方根、8 次方根…得到下表 近似值​1021​=10​3.16228​1041​=10​​1.77828​1081​1.33352​10161​1.15478​10321​1.076461​​ (本站說明:表中最後一格卷面印作 1.076461,實際值約為 1.07461;不影響本題各選項的判斷。)由於 1041​<2<1021​,他假設 2=1041​×a,然後計算出 a 的近似值 a=1041​2​≈1.12468,由於 10321​<a<10161​,假設 a=10321​×b,然後計算出 b 的近似值……依此方法一直做下去 2=1041​×a=1041​×10321​×10641​×102561​×d=⋯ 由於 d 是一個非常接近 1 的數,2≈1041​×10321​×10641​×102561​=1025677​,所以 log2≈25677​≈0.3007⋯
13
(多選題)下列關於 b 的選項哪些正確(10%)
  1. (A) b<10161​
  2. (B) b<10321​
  3. (C) b>1
  4. (D) logb>1
  5. (E) b8<2
素養混合題第 2 題(第 14~15 題) 影印店中常用的最大影印紙是 A3,將長邊對折裁成兩半後就是家中印表機的 A4 影印紙。用相同方法把 A4 再裁一半,就是 A5 以此類推。
14
A.(計算題)已知 A3, A4,…這類型號的影印紙的長寬比例,對半裁切後依然維持相同的長寬比。請問長與寬的比值必須要是多少?(4%)
15
B.(計算題)A5 紙的寬度約為 14.85 公分,估計 A3 紙的長度約為多少公分(2​≈1.414, 3​≈1.732, 25​+1​≈1.618)(計算時使用題目給的數值位數,取答案時四捨五入至 3 位有效數字)(6%)
02 · 答案

答案一覽,先對再看詳解

第 1 題(A)(B)(C)(E)
第 2 題(D)(E)
第 3 題(A)(B)
第 4 題(A)(B)(E)
第 5 題210​​
第 6 題4、5
第 7 題5−35​、2
第 8 題8162​
第 9 題(−∞,∞)
第 10 題16
第 11 題1001​、10​
第 12 題4x2−16x2+12​
第 13 題(A)(B)(C)(E)
第 14 題2​
第 15 題約 42.0 公分
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多重選擇題:實數的性質、指數律、根式比大小與 log

第 1 題答案 (A)(B)(C)(E)。(A) 對:取 r=2p+q​,兩個有理數相加再除以 2 仍是有理數,而且 p<r<q。(B) 對:任意兩個相異實數之間一定有有理數(有理數的稠密性)。做法:q−p>0,取正整數 n 使 n(q−p)>1,則 np 與 nq 在數線上相距超過 1,中間必夾著一個整數 m,即 np<m<nq,於是 r=nm​ 是有理數且 p<r<q。(C) 對:假設 p21​=p​ 是有理數 r,則 p=r2 也是有理數,與 p 為無理數矛盾,所以 p​ 是無理數。(D) 錯:取 p=32​,則 p3=2 是有理數;而 p2=34​ 是無理數(若 p2 是有理數,則 p=p2p3​ 也是有理數,但 32​ 是無理數)。(E) 對:假設 87p+q​=r 是有理數,則 p=78r−q​ 是有理數,矛盾。
(B) 的 p、q 是不是無理數並不影響結論;關鍵只是 p<q。
第 2 題答案 (D)(E)。(A) 錯:22+21=4+2=6,而 23=8;指數律處理的是相乘,不是相加。(B) 錯:左邊是同一個數相減,等於 0;右邊 20=1。(C) 錯:221​=2​>1,而 2−1=21​<1。(D) 對:(2x)2=22x=(22)x=4x。(E) 對:22​+22​=2×22​=21+2​。
相加時只有「同一個數加兩次」可以寫成乘以 2,再用指數律合併,如 (E)。
第 3 題答案 (A)(B)。(A) 對:把分子有理化,15​−14​=15​+14​1​,30​−29​=30​+29​1​;分子相同,前者分母較小,所以前者較大。(B) 對:30​−28​=30​+28​2​,15​−14​=15​+14​1​=215​+214​2​=60​+56​2​;因為 30​+28​<60​+56​,所以前者較大。(C) 錯:兩邊同減 2​,原式相當於 1−3​>3​−2,即 3>23​;兩邊平方得 9>12,不成立。(D) 錯:兩邊都是正數,平方後比較:(3+18​)2=27+618​=27+648​,(4+11​)2=27+811​=27+704​,左邊較小。(E) 錯:兩邊都是正數,平方後 (20​+27​)2=47+2540​,(18​+30​)2=48+2540​,左邊較小。
兩個根號相減的比大小,先把分子有理化成「分子相同、比分母」;兩個根號相加的比大小,直接平方。
第 4 題答案 (A)(B)(E)。(A) 對:10​1​=10−21​,所以 log10​1​=−21​。(B) 對:123>100=102,所以 log123>2。(C) 錯:0<loga<3 表示 100<a<103,即 1<a<1000;a 不一定是整數,例如 a=999.5 符合條件,卻不滿足 a≤999。(D) 錯:log101​=−1,所以 10log101​=10−1=101​,不是 −1。(E) 對:100log3=(102)log3=102log3=(10log3)2=32=9,每一個等號都成立。
10logN=N;(D) 是把「指數 log101​=−1」誤當成整個式子的值。
說一定成立的敘述,對的要給理由(常用反證法),錯的找一個反例。

02填充題 1~5(本頁第 5~9 題):乘法公式、絕對值與分點

第 5 題令 u=2x​、v=x1​,所求就是 u3+v3。把已知式兩邊同除以 2:2x​+x1​=210​​,即 u+v=210​​;又 uv=2x​⋅x1​=21​。所以 u3+v3=(u+v)3−3uv(u+v)=81010​​−23​⋅210​​=4510​​−4310​​=210​​
8x3​=(2x​)3,所以要先把已知式除以 2,湊出 2x​+x1​。
第 6 題∣x−(2+3​)∣ 是 x 到 2+3​ 的距離,∣x−5∣ 是 x 到 5 的距離。這兩點之間的距離是 5−(2+3​)=3−3​,正好等於右邊。到兩點的距離和等於兩點間的距離,表示 x 落在兩點之間(含端點):2+3​≤x≤5。因為 1<3​<2,所以 3<2+3​<4,範圍內的整數是 x=4 或 5。
x 在兩點外側時,距離和會大於 3−3​,所以沒有其他解。
第 7 題先化簡:46−65​​=46−245​​=45​−1​=35​−1;14−65​​=14−245​​=9​−5​=3−5​。所以 A(35​−1)、B(3−5​),A 在 B 的右邊。題目只說 P 在數線上,要分兩種情形。P 在 AB 上(內分): P=41⋅(35​−1)+3⋅(3−5​)​=48​=2 P 在 AB 外(外分):AP>BP,所以 P 在 B 的左邊,此時 AB:BP=2:1, P=B−2A−B​=23B−A​=29−35​−35​+1​=5−35​ 答案:5−35​ 或 2。
題目沒有說 P 在線段 AB 上,內分點與外分點都要寫。
第 8 題有理化:x=(2​−1)(2​+1)(2​+1)2​=3+22​,x1​=2​+12​−1​=3−22​。於是 x+x1​=6,x−x1​=42​,x2+x21​=(x+x1​)2−2=34。所以 x4−x41​=(x2+x21​)(x+x1​)(x−x1​)=34×6×42​=8162​。
第 9 題分兩段看。當 x<6 時,右邊 x−6<0,左邊 ∣2x−1∣≥0,不等式一定成立。當 x≥6 時,2x−1>0,不等式成為 2x−1>x−6,即 x>−5,在 x≥6 時也一定成立。所以所有實數都是解,以區間表示為 (−∞,∞)。
右邊可能是負數,不能直接兩邊平方。
看到 xn±xn1​,先算 x+x1​ 與 x−x1​,再用乘法公式往上推。

03填充題 6、7(本頁第 10~12 題):算幾不等式與根式化簡

第 10 題令 t=2(logx)2+3logx+2,題目說 t>0。所求為 t+t16​+8。由算幾不等式,t+t16​≥2t⋅t16​​=8,所以原式 ≥16;等號在 t=t16​,即 t=4 時成立(下一格確認取得到)。最小值為 16。
用算幾不等式要確認兩項都是正數,而且等號取得到。
第 11 題等號成立時 t=4:2(logx)2+3logx+2=4,即 2(logx)2+3logx−2=0,因式分解得 (2logx−1)(logx+2)=0,所以 logx=21​ 或 logx=−2,即 x=1021​=10​ 或 x=10−2=1001​。兩個都是正數,都合。
logx=−2 是 x=1001​,不是 x=−100;兩個 x 都要寫。
第 12 題令 a=x−21​、b=x+21​。a−b=(x−2)(x+2)(x+2)−(x−2)​=x2−44​,ab=x2−41​,所以 2ab=2a−b​。根號內為 a2+b2+161​=(a−b)2+2ab+161​=(a−b)2+2a−b​+161​=(a−b+41​)2 因為 x>2,a−b=x2−44​>0,所以 a−b+41​>0,開根號後不必加絕對值: 原式=x2−44​+41​=4(x2−4)16+x2−4​=4x2−16x2+12​
A2​=∣A∣,要先由 x>2 確認 A>0 才能直接去掉根號。

04素養混合題(本頁第 13~15 題):布里格斯算 log 2 與影印紙的長寬比

第 13 題答案 (A)(B)(C)(E)。題目給 10321​<a<10161​ 且 a=10321​×b,所以 b=10321​a​。把不等式各項同除以正數 10321​:1<b<10161​−321​=10321​。(A) 對:b<10321​<10161​。(B) 對:就是上式的右半。(C) 對:就是上式的左半。(D) 錯:b<10321​ 表示 logb<321​,不可能大於 1。(E) 對:b8<(10321​)8=1041​≈1.77828<2。
不必真的算出 b 的近似值,只用指數律與題目給的範圍就能判斷;所以表中最後一格的數值印得對不對,不影響答案。
第 14 題設一張紙的長為 a、寬為 b(a>b>0)。把長邊對折裁開後,新的紙長為 b、寬為 2a​。長寬比不變:ba​=2a​b​=a2b​,所以 a2=2b2,(ba​)2=2。a、b 都是正數,故 ba​=2​(負的不合)。長與寬的比值是 2​。
裁開後原來的寬變成新的長,原來的長的一半變成新的寬。
第 15 題由 A 小題,每一張紙的長都是寬的 2​ 倍。A5 的寬是 14.85,A5 的長是 14.852​。A4 對半裁開得到 A5,所以 A4 的寬=A5 的長 =14.852​,A4 的長 =14.852​×2​=29.7。同理 A3 的寬=A4 的長 =29.7,A3 的長 =29.7×2​≈29.7×1.414=41.9958。四捨五入至 3 位有效數字,A3 紙的長度約為 42.0 公分。
3 位有效數字要寫 42.0,小數點後的 0 不能省。題目給的 3​ 與 25​+1​ 的近似值用不到。
對半裁切後形狀不變的紙,長寬比一定是 2​;每大一號,長與寬都變成 2​ 倍。

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武陵高中 111 上 高一第一次段考數學哪幾題最容易錯?

多重選擇第 1 題的選項 D 要找到平方是無理數、立方卻是有理數的反例;多重選擇第 4 題的選項 C,a 不一定是整數,所以不能寫成小於等於 999;填充第 3 題沒有說 P 在線段上,內分點與外分點都要寫;填充第 7 題要把根號內配成完全平方,並由 x 大於 2 確認開出來是正的。詳解逐題寫在本頁。

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