01 · 試題原卷 28 題,照原卷順序
是非題 10 題(每題 2 分,共 20 分);多重選擇題 1 題(8 分);填充題 9 格(每格 6 分,共 54 分,即本頁第 12~20 題);計算作圖題 2 題共 8 小題(共 18 分,即本頁第 21~28 題);合計 100 分。答案已與學校公布的答案逐題核對。
一、是非題:(每題 2 分,共 20 分)
6
y=sin(x−4π) 的圖形為 y=sinx 的圖形向右平移 4π 單位
8
將 y=sinx 的圖形水平伸縮 2 倍,再鉛直伸縮 3 倍後可得到 y=3sin2x
10
將函數 y=sinx 的圖形向右平移 2π 單位所得的圖形跟 y=sin(23π−x) 一樣
二、多重選擇題:(每題 8 分,錯一個選項得 5 分,錯兩個選項得 2 分)
11
下圖為函數 y=f(x)=asin(bx−c)+d 在一個週期內的圖形,其中 a、b、c、d 皆為實數且 a>0、b>0、0<c<2π,試選出正確的選項。- (A) a=4
- (B) b=2
- (C) c=π
- (D) d=−2
- (E) f(x) 會經過原點
三、填充題:(每格 6 分,共 54 分)
填充第 1 題(第 12~13 題) 已知某扇形的半徑為 10,圓心角為 3π,
14
已知某扇形的周長等於它所在圓的周長的一半,那麼這個扇形的圓心角為 ____ 弳。
15
sinπ+cos67π+tan35π= ____。
16
時鐘從 5 點 30 分過了 40 分鐘到 6 點 10 分,這 40 分鐘內,分針經過的角度為 ____ 弳。
17
下圖為 y=sinbx 一個週期的圖形,則 b= ____。 18
如下圖,弧 BC 的圓心在 A 點,AB=AC=2,又弧 BE 的圓心在 D 點,BD=DE=3 且 BD⊥AC,則斜線區域的面積為 ____。 19
電流強度 I(安培)隨時間 t(秒)變化的函數 I(t)=asin(bt+c) 如圖所示,其中 a>0、b>0,0≤c<π,則序組 (a,b,c)= ____。 20
設函數 f(x)=asin(bx−c)+d(其中 a>0,b>0,2π<c<π),若 f(x) 的最大值為 4,最小值為 0,週期為 2π 且直線 x=127π 為 f(x) 圖形的對稱軸,試求序組 (a,b,c,d)= ____。(此題寫對兩個數字可得一半分數)
四、計算作圖題:(共 18 分)
計算作圖題第 1 題(第 21~25 題) 數學老師在上數學課時教學生探討方程式 x=2π⋅∣sin2x∣ 有幾個根,而此時學生樹逼有了以下大膽的想法,請幫他完成:
(本站補註:左圖、右圖是答案卷上並排的兩張空白坐標方格,橫軸標有 O 與 2π,縱軸標有 1。)
21
(1) 樹逼在左圖中先畫出 y=sinx 的圖形(2%),再畫出 y=sin2x 的圖形(3%)。(請標示清楚)
22
(2) 接下來利用 (1) 在右圖中畫出 y=∣sin2x∣ 的圖形(2%)
23
(3) 樹逼知道 y=2πx 為一直線,請在右圖中畫出此直線,並至少標出直線上兩個點的坐標。(2%)
24
(4) 承 (3),試幫樹逼判斷此直線 y=2πx 與 y=∣sin2x∣ 的圖形有幾個交點?(1%)
25
(5) 回到老師上課的問題,如果你是樹逼,請簡單說明方程式 x=2π⋅∣sin2x∣ 會有幾個實根?(1%)
計算作圖題第 2 題(第 26~28 題) 已知 y=4cos2x+4sinx+3,且 −6π≤x≤32π,試完成下列各題:
26
(1) 令 t=sinx,將 y 改寫為 t 的二次式。(1%)
是非題:○=正確、×=錯誤(照原卷作答規定)
第 11 題(A)(D)
第 12 題310π
第 13 題350π
第 14 題π−2
第 16 題34π
第 17 題4
第 19 題(10, 100π, 6π)
第 20 題(2, 4, 65π, 2)
第 21 題作圖見詳解附圖(學校答案寫「略」,本站作圖)
第 22 題作圖見詳解附圖(學校答案寫「略」,本站作圖)
第 23 題過 (0,0) 與 (2π,1) 的直線(學校答案寫「略」,本站作圖)
第 24 題8 個
第 25 題8 個
第 26 題y=−4t2+4t+7
第 27 題−21≤t≤1
第 28 題4≤y≤8
03 · 勾錯題號勾出錯的題號,看錯在哪幾章
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01一、是非題
第 1 題×答 ×。π≈3.14,23π≈4.71,所以 π<4<23π,4 弳的終邊在第三象限,不是第四象限。
換成度數:4 弳約 229∘,介於 180∘ 與 270∘ 之間。
第 2 題×答 ×。23=sin3π,而 3π≈1.047>1。在 0≤x≤2π 這一段,y=sinx 的圖形一路往上(遞增),所以 sin1<sin3π=23,左邊的不等式不成立。 1 弳約
57.3∘,比
60∘ 小一點,所以
sin1 約
0.841,比
23≈0.866 小。
第 3 題×答 ×。sin(−x)=−sinx:點 (2π,1) 在圖形上,但 (−2π,1) 不在(sin(−2π)=−1)。y=sinx 的圖形對稱於原點,不是對稱於 y 軸。
第 4 題○答 ○。半圓的圓心角是 180∘,所對的弧長是半徑的 π 倍,所以 π 弳 =180∘。角度用弳度量時習慣省略「弳」字,所以寫成 π=180∘。
嚴格的寫法是「π 弳 =180∘」;π 單獨當成實數是 3.14⋯,所以也有老師把這題判 ×。本卷照學校答案 ○。
第 5 題○答 ○。π∘ 是「π 度」,約 3.14∘,是很小的銳角,cosπ∘>0(約 0.9985);cosπ 是 π 弳的餘弦,cosπ=−1。正數大於 −1,所以成立。
第 6 題○答 ○。把 y=sinx 的 x 換成 x−4π,圖形就向右平移 4π:原來在 x=0 的點,現在要 x=4π 才得到同樣的函數值。
第 7 題×答 ×。和 x 軸有交點就是 sinx−π=0 有解,即 sinx=π。但 −1≤sinx≤1,而 π>1,所以無解;整個圖形都在 y=1−π<0 以下,和 x 軸沒有交點。
第 8 題×答 ×。水平伸縮 2 倍是把 x 換成 2x,得 y=sin2x(週期變成 4π);再鉛直伸縮 3 倍得 y=3sin2x,不是 y=3sin2x。
y=3sin2x 是先水平伸縮 21 倍(壓縮一半),週期是 π。
第 9 題×答 ×。鉛直伸縮只改變振幅,不改變週期:對所有 x,3sin(x+2π)=3sinx,而且 2π 是最小的正數,所以 y=3sinx 的週期是 2π。
週期為 32π 的是 y=sin3x。
第 10 題○答 ○。y=sinx 向右平移 2π 得 y=sin(x−2π)。另一方面,由 sin(π−θ)=sinθ,取 θ=23π−x:
sin(23π−x)=sin(π−(23π−x))=sin(x−2π)
兩個函數對每個 x 都相等,圖形一樣。
兩者也都等於 −cosx:例如 x=0 時都是 −1,x=2π 時都是 0。
弳度要先換成 π 的倍數或近似值再判斷;伸縮與平移一律看「x 被換成什麼」。
02二、多重選擇題
第 11 題由圖讀出:最大值 2、最小值 −6,一個週期從 x=π 到 x=5π;在 x=π 時 f(π)=−2(中線上)且圖形往上走。
振幅 a=22−(−6)=4,中線 d=22+(−6)=−2。週期 5π−π=4π=b2π,所以 b=21。
x=π 是一個週期的起點(在中線上、往上走),所以 bπ−c=2π−c 是 2π 的整數倍;又 0<c<2π,得 c=2π。於是 f(x)=4sin(2x−2π)−2。驗算:f(2π)=4sin2π−2=2 是最大值,f(4π)=4sin23π−2=−6 是最小值,與圖相符。
(A) 正確。 a=4。
(B) 錯誤。 b=21,不是 2(b=2 時週期只有 π)。
(C) 錯誤。 c=2π。若 c=π,則 f(π)=4sin(−2π)−2=−6,與圖上 f(π)=−2 不合。
(D) 正確。 d=−2。
(E) 錯誤。 f(0)=4sin(−2π)−2=−6=0,圖形不經過原點。
先由最高、最低讀出振幅與中線,由一個週期的長度求 b,再用週期起點(中線上往上走)定 c。
03三、填充題(第 1~4 題)
第 12 題弧長 =rθ=10×3π=310π。
第 13 題扇形面積 =21r2θ=21×100×3π=350π。
也可以用 21× 半徑 × 弧長 =21×10×310π。
第 14 題設半徑 r、圓心角 θ 弳。扇形周長 = 兩條半徑 + 弧長 =2r+rθ;它所在圓的周長的一半是 πr。
由 2r+rθ=πr,兩邊除以 r 得 θ=π−2。
π−2≈1.14 弳,約 65∘。
第 15 題sinπ=0;67π 在第三象限、參考角 6π,cos67π=−23;35π 在第四象限、參考角 3π,tan35π=−3。
相加:0−23−3=−233。
第 16 題分針 60 分鐘轉一圈(2π),40 分鐘轉 6040=32 圈,轉過的角度大小是 32×2π=34π 弳。
若題目問的是有向角(逆時針為正),分針順時針轉,才寫 −34π;本題問經過的角度,取大小。
弧長 rθ、面積 ½r²θ 都要用弳度;時鐘指針順時針轉,有向角是負的。
04三、填充題(第 5~8 題)
第 17 題圖上從原點往上開始、到 x=2π 正好走完一個週期,所以週期 =2π。y=sinbx(b>0)的週期是 b2π,由 b2π=2π 得 b=4。
圖形從原點出發是往上走,所以 b 取正的;若 b=−4,圖形從原點出發會先往下。
第 18 題以 D 為準:BD⊥AC,在直角三角形 ABD 中 AD=22−(3)2=1,所以 cos∠BAD=21,∠BAC=3π;又 ∠BDE=2π。
斜線區域 =(以 D 為圓心的四分之一圓 DBE)−(由 DB、弧 BC、CD 圍成的區域)。
後者 = 扇形 ABC − △ABD =21×22×3π−21×1×3=32π−23。
四分之一圓 DBE 的面積 =41×π×(3)2=43π。
所以斜線區域 =43π−32π+23=12π+23。
第 19 題由圖:最大值 10、最小值 −10,所以 a=10。最高點在 t=3001,右邊相鄰的最低點在 t=3004,相差半個週期:週期 =2×3003=501,由 b2π=501 得 b=100π。
最高點 t=3001 時 bt+c=2π+2kπ:3π+c=2π+2kπ,c=6π+2kπ;又 0≤c<π,得 c=6π。
驗算:I(0)=10sin6π=5,與圖上縱軸的交點 5 相符。所以 (a,b,c)=(10,100π,6π)。
第 20 題最大值 4、最小值 0:a=24−0=2,d=24+0=2。週期 b2π=2π,b=4。
正弦圖形的對稱軸通過最高點或最低點,所以 x=127π 時 bx−c=2π+kπ(k 為整數):
4×127π−c=2π+kπ ⇒ c=611π−kπ
在 2π<c<π 的範圍內,只有 k=1 合:c=65π。所以 (a,b,c,d)=(2,4,65π,2)。
驗算:f(127π)=2sin(37π−65π)+2=2sin23π+2=0,正好是最小值,所以 x=127π 確實是對稱軸。
由圖或條件決定正弦函數:最大最小給 a 與 d,週期給 b,最後用一個特殊點(最高點、對稱軸)定 c,並檢查 c 的範圍。
05四、計算作圖題第 1 題
第 21 題y=sinx 的週期是 2π,在 0≤x≤2π 經過 (0,0)、(2π,1)、(π,0)、(23π,−1)、(2π,0)。
y=sin2x 是把 y=sinx 水平壓縮一半,週期 π:經過 (0,0)、(4π,1)、(2π,0)、(43π,−1)、(π,0),在 π≤x≤2π 再重複一次。兩條曲線要標出各自的函數式(下圖實線為 y=sinx,虛線為 y=sin2x)。
第 22 題∣sin2x∣:sin2x≥0 的部分不動,sin2x<0 的部分(2π<x<π、23π<x<2π 等)以 x 軸為鏡子翻到上方。得到一個個高度 1 的拱形,每個拱形寬 2π,所以週期是 2π。
第 23 題y=2πx 是過原點、斜率 2π1 的直線。x=0 時 y=0;x=2π 時 y=1。標出 (0,0) 與 (2π,1) 兩點連成直線即可(也可以標 (π,21))。直線畫在第 24 題詳解附圖中。
第 24 題0≤∣sin2x∣≤1,所以交點只可能出現在 0≤2πx≤1,也就是 0≤x≤2π 這一段。這一段裡 y=∣sin2x∣ 有四個拱形,逐一看:
第一個拱形 0≤x≤2π:原點是一個交點;拱頂 (4π,1) 高於直線(直線在該處只有 81),到 x=2π 拱形落回 0,低於直線的 41,中間再交一次,共 2 個。
第二、三、四個拱形:兩端拱形高度都是 0,低於直線(直線在 x=2π,π,23π,2π 分別是 41,21,43,1);拱頂 x=43π,45π,47π 高度都是 1,高於直線(83,85,87)。所以直線從拱形的左右兩邊各穿過一次,每個拱形 2 個交點。
合計 2+2+2+2=8 個交點。
x=2π 時拱形高度是 0,直線是 1,那裡不是交點;x<0 時直線在 x 軸下方,x>2π 時直線高於 1,都不會再有交點。
第 25 題x=2π∣sin2x∣ 兩邊除以 2π,等價於 ∣sin2x∣=2πx。方程式的每一個實根 x,正好對應 y=∣sin2x∣ 與直線 y=2πx 的一個交點的 x 坐標;由第 24 題,交點有 8 個,所以方程式有 8 個實根(其中一個是 x=0)。
方程式不能直接解時,把兩邊各畫成一個圖形,數交點個數就是實根個數。
06四、計算作圖題第 2 題
第 26 題由平方關係 cos2x=1−sin2x=1−t2:
y=4(1−t2)+4t+3=−4t2+4t+7
第 27 題在 −6π≤x≤32π 這一段,sinx 從 sin(−6π)=−21 一路增加到 sin2π=1,再減少到 sin32π=23。最小是 −21,最大是 1,所以 −21≤t≤1。 不能只代兩個端點:x=2π 在範圍內,t 可以到 1。
第 28 題配方:y=−4t2+4t+7=−4(t−21)2+8,是開口向下的拋物線,頂點 t=21 在 −21≤t≤1 之內。
最大值:t=21 時 y=8(例如 x=6π)。最小值出現在離頂點較遠的端點 t=−21:y=−4×1+8=4(x=−6π);另一端 t=1 時 y=−4×41+8=7。
所以 4≤y≤8。
把三角函數換成同一個 t,先求出 t 的範圍,再看二次函數在這個區間上的極值。
同一次段考的其他學校
同樣是高二第二次段考,範圍相近,可以拿來限時再寫一份。
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上傳考卷常見問題
武陵高中 111 上 高二第二次段考數學的答案在哪裡?
本頁列出全部 28 題的答案,是非題 10 題附對錯一覽;答案由御藍教育逐題重新計算。
武陵高中 111 上 高二第二次段考數學哪幾題最容易錯?
是非第 2 題要先比 1 弳和 60 度誰大;是非第 8 題水平伸縮 2 倍是把 x 換成 x 除以 2,不是乘 2;填充第 4 題問的是經過的角度大小,不是有向角;填充第 6 題斜線區域要拆成四分之一圓減去扇形再加回三角形;計算作圖題第 1 題第一個波峰的交點包含原點,總共 8 個交點。詳解逐題寫在本頁。
我們學校的段考卷也可以做詳解嗎?
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題目取自武陵高中 111 學年度上學期 高二第二次段考 數學B,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。