01 · 試題 原卷 17 題,照原卷順序 多重選擇題 1 題(10 分;錯一個選項得 6 分,錯兩個得 2 分,錯三個以上或未作答得 0 分)、填充題 I 共 8 題 9 格(每格 7 分,共 63 分)、填充題 II 共 3 題(每格 3 分,共 9 分)、混合題 2 題 5 小題(共 18 分:第 1 題三小題 4+3+3 分,第 2 題兩小題 4+4 分)。答案已與學校公布的答案逐題核對
一、多重選擇題:共 10 分(錯一個選項得 6 分,兩個得 2 分,三個以上或未作答得 0 分)(原卷第 1 題,本頁第 1 題)
1
下列哪些選項中的數值為正實數? (A) sin 2 (B) cos 3 (C) tan 4 (D) sin 5 + cos 5 (E) 1 + tan 6 二、填充題 I:每格 7 分,共 63 分(原卷第 1~8 題,本頁接續編為第 2~9 題;原卷第 6 題即本頁第 7 題,有兩格)
2
如圖,A B 為圓的直徑,並作扇形 A C D 使得 B C ⌢ = B D ⌢ ,若 A B = 8 且 ∠ C A D = 6 0 ∘ ,試問圖中斜線區域的面積為 ____。 3
已知直線 L 過點 ( − 1 , − 4 ) ,且 L 與直線 4 x − y = 0 有一個夾角為 4 5 ∘ ,則直線 L 方程式為 ____。(請將直線方程式化簡為一般式 a x + b y + c = 0 的形式)
4
方程式 sin 4 x − x 2 + 1 = 0 有 ____ 個實根。
5
化簡 ( tan 7 9 ∘ − 1 ) ( tan 5 6 ∘ − 1 ) = ____。
6
設 a = tan 1 ,b = tan 2 ,c = tan 3 ,d = tan 4 ,e = tan 5 ,求此五數的大小關係為 ____。
7
設 0 ∘ ≤ θ < 36 0 ∘ 且 sin θ + cos θ = 5 1 ,試求:(1) sin 2 θ = ____ (2) sin 2 θ = ____。
8
下圖為函數 y = a cos ( b x − θ ) + k 的部分圖形,其中 a 、b 均為正數且 0 ≤ θ < 2 π ,試求數列 ( a , b , θ , k ) = ____。 9
設 0 ≤ x < 2 π ,不等式 cos x ≤ 2 1 的解為 ____。
三、填充題 II:每格 3 分,共 9 分(原卷第 1~3 題,本頁接續編為第 10~12 題)
10
如圖,在半徑為 1 ,圓心角 2 π 弳的扇形 O A B 中,求其內接矩形的最大面積為 ____。 11
如圖,有一個半徑 12 3 mm 的圓形硬幣靜止於坡腳處,其邊緣上的 A 、B 兩點分別接觸到傾斜 6 0 ∘ 的坡面與地平線上的地面,若此硬幣沿著坡面向上直線滾動 38 3 π mm,試求此時硬幣邊緣上的 A 點距離地平線 L 的垂直高度為 ____ mm。 12
設 0 ∘ ≤ θ ≤ 11 5 ∘ ,若 ( 3 sin θ + 4 cos θ ) cos 2 0 ∘ + ( 3 cos θ − 4 sin θ ) sin 2 0 ∘ 有最大值為 M ,最小值為 m ,試求數對 ( M , m ) = ____。
四、混合題:共 18 分(需寫出清楚計算過程,違者不予計分)(原卷第 1 題的 (1)~(3) 為本頁第 13~15 題,第 2 題的 (1)(2) 為本頁第 16~17 題)
混合題第 1 題(本頁第 13~15 題)(第 13~15 題) 設 x 為任意實數,f ( x ) = 4 sin 2 x + 3 cos 2 x − 2 sin x − 4 cos x ,試問:
13
設 t = sin x + 2 cos x ,則 t 的範圍為何?(4 分)
16
說明如何將 y = sin x 的圖形透過伸縮、平移的方式得到 y = 2 sin ( x + 4 π ) 的圖形,請描述清楚伸縮、平移的方向及量值。(4 分)
17
利用 y = sin x 的部分圖形描繪 y = 2 sin ( x + 4 π ) 的部分函數圖形。(4 分) 第 1 題 (A)(C)(E)
第 3 題 5 x + 3 y + 17 = 0 或 3 x − 5 y − 17 = 0
第 4 題 4
第 5 題 2
第 6 題 a > d > c > b > e
第 7 題 (1) − 25 24 (2) 5 2 5 或 10 10 第 8 題 ( 3 , 2 π , π , − 1 )
第 9 題 3 π ≤ x ≤ 3 5 π
第 14 題 f ( x ) = 2 t 2 − 2 t − 5
第 15 題 最大值 5 + 2 5 ,最小值 − 2 11 第 16 題 以 x 軸為基準,鉛直伸縮為 2 倍;再向左平移 4 π 單位(兩個步驟的先後可以對調)
第 17 題 如詳解附圖:最高點 ( 4 π , 2 ) 、最低點 ( 4 5 π , − 2 ) ,與 x 軸交於 x = − 4 π , 4 3 π , 4 7 π 等處,週期 2 π
03 · 勾錯題號 勾出錯的題號,看錯在哪幾章 不用登入。勾完馬上看到錯的集中在哪些單元;註冊後,首頁第一張卡就從那幾章開始。
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01 多選 1:用弧度所在的象限判斷正負第 1 題 答案 (A)(C)(E) 。先記 2 π ≈ 1.57 、π ≈ 3.14 、2 3 π ≈ 4.71 、4 7 π ≈ 5.50 、2 π ≈ 6.28 。(A) 對:2 在 2 π 與 π 之間,是第二象限角,sin 2 > 0 。(B) 錯:3 也是第二象限角,cos 3 < 0 。(C) 對:4 在 π 與 2 3 π 之間,是第三象限角,tan 4 > 0 。(D) 錯:疊合得 sin 5 + cos 5 = 2 sin ( 5 + 4 π ) ,而 5 + 4 π ≈ 5.79 在 π 與 2 π 之間,正弦值為負。(E) 對:6 在 4 7 π 與 2 π 之間,tan 4 7 π = − 1 、tan 2 π = 0 ,正切在這一段遞增,所以 − 1 < tan 6 < 0 ,1 + tan 6 > 0 。 這裡的 2 , 3 , 4 , 5 , 6 都是弧度,不是度。(D) 的 sin 5 < 0 、cos 5 > 0 一負一正,要比大小才知道和的正負,用疊合最快。
02 填充 I 第 1~4 題(本頁 2~5):扇形面積、夾角 45° 的直線、實根個數、正切和角第 2 題 扇形 A C D 的圓心是 A ,B 在它的弧上,所以扇形半徑 A C = A B = 8 ;弧 B C 與弧 B D 等長,故 A B 平分 ∠ C A D ,∠ B A C = 3 0 ∘ = 6 π 。設圓心為 O (A B 中點,半徑 4 ),A C 與圓的另一個交點為 E 。斜線區域 = 扇形 A B C − (圓在 ∠ B A C 內的部分)。扇形 A B C 面積 = 2 1 ⋅ 8 2 ⋅ 6 π = 3 16 π 。圓周角 ∠ B A E = 3 0 ∘ ,所對圓心角 ∠ B O E = 6 0 ∘ = 3 π ,所以圓在 ∠ B A C 內的部分 = △ A O E + 扇形 O B E = 2 1 ⋅ 4 ⋅ 4 sin 12 0 ∘ + 2 1 ⋅ 4 2 ⋅ 3 π = 4 3 + 3 8 π 。斜線面積 = 3 16 π − 3 8 π − 4 3 = 3 8 π − 4 3 。 扇形的半徑是 8 (A B 的長),圓的半徑是 4 ,兩個不要混用。
第 3 題 直線 4 x − y = 0 的斜率為 4 。設 L 的斜率為 m ,兩直線夾角 4 5 ∘ ,由正切的差角公式 1 + 4 m m − 4 = tan 4 5 ∘ = 1 。m − 4 = 1 + 4 m 得 m = − 3 5 ;m − 4 = − ( 1 + 4 m ) 得 m = 5 3 。(鉛直線與斜率 4 的直線夾角不是 4 5 ∘ ,不必另外考慮。)過 ( − 1 , − 4 ) :y + 4 = − 3 5 ( x + 1 ) 即 5 x + 3 y + 17 = 0 ;y + 4 = 5 3 ( x + 1 ) 即 3 x − 5 y − 17 = 0 。 夾角 4 5 ∘ 的直線有兩條(兩條互相垂直:− 3 5 × 5 3 = − 1 ),兩個都要寫。
第 4 題 改寫成 sin 4 x = x 2 − 1 ,數 y = sin 4 x (週期 2 π )與拋物線 y = x 2 − 1 的交點。− 1 ≤ sin 4 x ≤ 1 ,所以只需看 x 2 − 1 ≤ 1 ,即 ∣ x ∣ ≤ 2 ≈ 1.41 。令 h ( x ) = sin 4 x − ( x 2 − 1 ) ,在幾個容易算的點看正負:h ( − 2 ) = sin ( − 4 2 ) − 1 < 0 ;h ( − 8 3 π ) = 1 − 0.39 > 0 ;h ( − 4 π ) = 0 + 0.38 > 0 ;h ( − 8 π ) = − 1 + 0.85 < 0 ;h ( 0 ) = 1 > 0 ;h ( 4 π ) = 0.38 > 0 ;h ( 8 3 π ) = − 1 − 0.39 < 0 。正負號變了 4 次,分別在 ( − 2 , − 8 3 π ) 、( − 4 π , − 8 π ) 、( − 8 π , 0 ) 、( 4 π , 8 3 π ) 各有一個交點。其餘區段沒有交點:− 8 3 π ≤ x ≤ − 1 時 sin 4 x ≥ sin ( − 4 ) ≈ 0.76 ,比 x 2 − 1 ≤ 0.39 大;− 1 < x ≤ − 4 π 時 sin 4 x ≥ 0 > x 2 − 1 ;0 ≤ x ≤ 4 π 時 sin 4 x ≥ 0 > x 2 − 1 ;8 3 π < x ≤ 2 時 sin 4 x < 0 < x 2 − 1 。共 4 個實根(約為 − 1.34 , − 0.62 , − 0.29 , 0.85 )。 畫圖時把 y = sin 4 x 的最高點、最低點(x = ± 8 π , ± 8 3 π )與拋物線的高度逐一比較,最容易漏的是 x = − 8 π 附近:拋物線在那裡是 − 0.85 ,比 − 1 高,所以左右各交一次。
第 5 題 7 9 ∘ + 5 6 ∘ = 13 5 ∘ ,tan 13 5 ∘ = − 1 。由和角公式 1 − tan 7 9 ∘ tan 5 6 ∘ tan 7 9 ∘ + tan 5 6 ∘ = − 1 ,得 tan 7 9 ∘ + tan 5 6 ∘ = tan 7 9 ∘ tan 5 6 ∘ − 1 。展開原式:tan 7 9 ∘ tan 5 6 ∘ − ( tan 7 9 ∘ + tan 5 6 ∘ ) + 1 = tan 7 9 ∘ tan 5 6 ∘ − tan 7 9 ∘ tan 5 6 ∘ + 1 + 1 = 2 。
03 填充 I 第 5~8 題(本頁 6~9):正切比大小、倍角與半角、由圖形求係數、餘弦不等式第 6 題 正切的週期是 π ,把五個角都移到 − 2 π 與 2 π 之間(π ≈ 3.14 ):tan 2 = tan ( 2 − π ) ≈ tan ( − 1.14 ) ,tan 3 = tan ( 3 − π ) ≈ tan ( − 0.14 ) ,tan 4 = tan ( 4 − π ) ≈ tan 0.86 ,tan 5 = tan ( 5 − 2 π ) ≈ tan ( − 1.28 ) ,tan 1 不動。正切在 − 2 π 與 2 π 之間遞增,而 − 1.28 < − 1.14 < − 0.14 < 0.86 < 1 ,所以 e < b < c < d < a ,即 a > d > c > b > e 。
不同週期裡的角不能直接比大小,要先移到同一個遞增的區間。
第 7 題 (1) 兩邊平方:1 + 2 sin θ cos θ = 25 1 ,所以 sin 2 θ = 2 sin θ cos θ = − 25 24 。(2) sin θ 與 cos θ 的和為 5 1 、積為 − 25 12 ,是 25 u 2 − 5 u − 12 = 0 即 ( 5 u − 4 ) ( 5 u + 3 ) = 0 的兩根,所以 ( sin θ , cos θ ) = ( 5 4 , − 5 3 ) 或 ( − 5 3 , 5 4 ) ,在 0 ∘ ≤ θ < 36 0 ∘ 內兩種都有對應的角(分別在第二、第四象限)。因為 0 ∘ ≤ 2 θ < 18 0 ∘ ,sin 2 θ ≥ 0 ,由半角公式 sin 2 θ = 2 1 − cos θ :cos θ = − 5 3 時得 5 4 = 5 2 5 ;cos θ = 5 4 時得 10 1 = 10 10 。 題目沒有限制
θ 的象限,兩種情形都成立,(2) 有兩個答案。學校答案卷寫成
5 2 或
10 1 ,與本頁有理化後的寫法相同。
第 8 題 圖上相鄰的最高點 ( 2 , 2 ) 與最低點 ( 4 , − 4 ) :振幅 a = 2 2 − ( − 4 ) = 3 ,中線 k = 2 2 + ( − 4 ) = − 1 。最高點到相鄰最低點是半個週期,所以週期 = 2 × ( 4 − 2 ) = 4 ,b = 4 2 π = 2 π 。x = 2 時在最高點,cos ( 2 π ⋅ 2 − θ ) = cos ( π − θ ) = 1 ,π − θ = 2 nπ (n 為整數),配合 0 ≤ θ < 2 π 得 θ = π 。故 ( a , b , θ , k ) = ( 3 , 2 π , π , − 1 ) 。檢查:x = 0 時 y = 3 cos ( − π ) − 1 = − 4 ,圖形在 y 軸上是最低點,與圖相符。
第 9 題 在 0 ≤ x < 2 π 內,cos x = 2 1 的解是 x = 3 π 與 x = 3 5 π 。由 y = cos x 的圖形,兩個解之間的圖形在直線 y = 2 1 的下方,所以解為 3 π ≤ x ≤ 3 5 π 。
原卷此題印作「設 0 ≤ θ < 2 π 」,範圍的字母與不等式裡的未知數 x 不一致;學校答案卷以 x 作答,本頁題幹寫成 0 ≤ x < 2 π 。
由圖形求係數:振幅與中線看最高、最低點的 y 坐標,週期看相鄰最高點與最低點的 x 坐標差的兩倍,最後代一個點定出平移量。
04 填充 II 第 1~3 題(本頁 10~12):內接矩形、滾動的硬幣、疊合求極值第 10 題 如圖,矩形有兩個頂點在弧上、另外兩個頂點各在一條半徑上,圖形對稱於扇形的角平分線。設弧上的一個頂點為 P ,O P 與角平分線的夾角為 φ (0 < φ < 4 π )。P 到角平分線的距離是 sin φ ,所以矩形的寬為 2 sin φ ;弧上那一邊到 O 的距離是 cos φ 。半徑與角平分線夾 4 π ,半徑上的頂點到角平分線的距離也是 sin φ ,所以靠近 O 的那一邊到 O 的距離是 sin φ 。矩形的高為 cos φ − sin φ ,面積 = 2 sin φ ( cos φ − sin φ ) = sin 2 φ − ( 1 − cos 2 φ ) = sin 2 φ + cos 2 φ − 1 = 2 sin ( 2 φ + 4 π ) − 1 。當 2 φ + 4 π = 2 π ,即 φ = 8 π 時,面積最大,為 2 − 1 。 本題的矩形是附圖的擺法(兩個頂點在弧上)。若把矩形的兩邊貼在兩條半徑上,那是另一種擺法,不是本題所問。
第 11 題 硬幣與地面相切,所以圓心一開始的高度是半徑 12 3 。滾動時圓心沿著與坡面平行的方向移動 38 3 π ,高度增加 38 3 π ⋅ sin 6 0 ∘ = 57 π 。滾動不滑動時,轉過的角等於滾動距離除以半徑:12 3 38 3 π = 6 19 π = 2 π + 6 7 π ,即轉一圈後再順時針轉 21 0 ∘ 。一開始 A 是硬幣與坡面的切點,由圓心看 A 的方向垂直於坡面、指向右下,方向角為 6 0 ∘ − 9 0 ∘ = − 3 0 ∘ ;順時針轉 21 0 ∘ 後方向角為 − 24 0 ∘ ,與 12 0 ∘ 同方向。所以 A 比圓心高 12 3 sin 12 0 ∘ = 18 。A 的高度 = 12 3 + 57 π + 18 = 18 + 12 3 + 57 π (mm)。 三段相加:圓心原來的高度、圓心上升的高度、A 相對於圓心的高度。沿坡面向上滾時硬幣是順時針轉(如圖上的箭頭),方向角要用減的。
第 12 題 展開後依 3 與 4 整理:原式 = 3 ( sin θ cos 2 0 ∘ + cos θ sin 2 0 ∘ ) + 4 ( cos θ cos 2 0 ∘ − sin θ sin 2 0 ∘ ) = 3 sin ( θ + 2 0 ∘ ) + 4 cos ( θ + 2 0 ∘ ) 。疊合:= 5 sin ( θ + 2 0 ∘ + α ) ,其中 cos α = 5 3 、sin α = 5 4 ,α 為銳角且 4 5 ∘ < α < 6 0 ∘ (因為 2 2 < 5 4 < 2 3 )。0 ∘ ≤ θ ≤ 11 5 ∘ 時,角 u = θ + 2 0 ∘ + α 從 α + 2 0 ∘ (在 6 5 ∘ 與 8 0 ∘ 之間)變到 α + 13 5 ∘ (在 18 0 ∘ 與 19 5 ∘ 之間)。這個範圍包含 9 0 ∘ ,所以 M = 5 。過了 9 0 ∘ 之後正弦遞減到右端點,且右端點的值為負、左端點的值為正,所以最小值在 u = α + 13 5 ∘ :m = 5 sin ( α + 13 5 ∘ ) = 5 ( 5 4 ⋅ ( − 2 2 ) + 5 3 ⋅ 2 2 ) = − 2 2 。故 ( M , m ) = ( 5 , − 2 2 ) 。 最小值不是
− 5 :角的範圍到不了
27 0 ∘ ,要代端點
θ = 11 5 ∘ 。這時
θ + 2 0 ∘ = 13 5 ∘ ,直接算
3 sin 13 5 ∘ + 4 cos 13 5 ∘ = 2 3 2 − 2 2 = − 2 2 也可以。
05 混合題第 1 題(本頁 13~15):換元成二次函數求極值第 13 題 疊合:t = sin x + 2 cos x = 1 2 + 2 2 sin ( x + β ) = 5 sin ( x + β ) ,其中 cos β = 5 1 、sin β = 5 2 。x 為任意實數,sin ( x + β ) 可取 − 1 到 1 之間的所有值,所以 − 5 ≤ t ≤ 5 。 第 14 題 t 2 = sin 2 x + 4 sin x cos x + 4 cos 2 x 。用 sin 2 x = 2 1 − cos 2 x 、cos 2 x = 2 1 + cos 2 x 、2 sin x cos x = sin 2 x :t 2 = 2 1 − cos 2 x + 2 sin 2 x + 2 ( 1 + cos 2 x ) = 2 sin 2 x + 2 3 cos 2 x + 2 5 。兩邊乘以 2 :4 sin 2 x + 3 cos 2 x = 2 t 2 − 5 。又 − 2 sin x − 4 cos x = − 2 t ,所以 f ( x ) = 2 t 2 − 2 t − 5 。
第 15 題 f = 2 t 2 − 2 t − 5 = 2 ( t − 2 1 ) 2 − 2 11 ,其中 − 5 ≤ t ≤ 5 。t = 2 1 在範圍內,最小值為 − 2 11 。圖形開口向上,最大值在離 t = 2 1 較遠的端點 t = − 5 :2 ⋅ 5 + 2 5 − 5 = 5 + 2 5 。故最大值 5 + 2 5 ,最小值 − 2 11 。另一個端點
t = 5 的值是
5 − 2 5 ,比較小,不是最大值。
式子裡同時有 sin x 、cos x 的一次式與 sin 2 x 、cos 2 x 時,令一次式為 t 、平方後把二倍角的部分換掉,再注意 t 的範圍。
06 混合題第 2 題(本頁 16~17):伸縮、平移與作圖第 16 題 第一步:以 x 軸為基準,把 y = sin x 的圖形鉛直伸縮為原來的 2 倍(每一點的 y 坐標乘以 2 ),得 y = 2 sin x 。第二步:把圖形向左平移 4 π 單位(把 x 換成 x + 4 π ),得 y = 2 sin ( x + 4 π ) 。這兩個步驟一個只動 y 坐標、一個只動 x 坐標,先後對調結果相同。
x + 4 π 是向左移,不是向右;伸縮要說明基準線(x 軸)、方向(鉛直)與倍數(2 倍)。
第 17 題 把 y = sin x 上的每一點 ( p , q ) 移到 ( p − 4 π , 2 q ) 。方格每格的邊長是 4 π ,所以每個點往左一格、高度變兩倍:與 x 軸的交點由 x = − 2 π , − π , 0 , π , 2 π 移到 x = − 4 9 π , − 4 5 π , − 4 π , 4 3 π , 4 7 π ;最高點由 ( 2 π , 1 ) 、( − 2 3 π , 1 ) 移到 ( 4 π , 2 ) 、( − 4 7 π , 2 ) ;最低點由 ( 2 3 π , − 1 ) 、( − 2 π , − 1 ) 移到 ( 4 5 π , − 2 ) 、( − 4 3 π , − 2 ) 。圖形與 y 軸交於 ( 0 , 2 ) 。把這些點用平滑曲線連起來,如附圖的實線。 y 軸上的刻度是整數 1 , 2 , 3 ,方格的邊長是 4 π ≈ 0.79 ,兩者不同;最高點的高度 2 要對 y 軸的第二個刻度,不是第二條格線。
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上傳考卷 常見問題 武陵高中 113 上 高二第一次段考數學的答案在哪裡? 本頁列出全部 17 題的答案;答案由御藍教育逐題重新計算。
武陵高中 113 上 高二第一次段考數學哪幾題最容易錯? 第 1 題選項 (D) 要用疊合判斷正負,選項 (E) 要知道 tan 6 介於 -1 與 0 之間;第 4 題要把 sin 4x 的每個最高點、最低點與拋物線比高度才數得出 4 個實根;第 7 題沒有限制象限,sin(θ/2) 有兩個答案;第 11 題要把滾動距離換成轉過的角,再加上圓心的高度。詳解逐題寫在本頁。
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題目取自武陵高中 113 學年度上學期 高二第一次段考 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。