01 · 試題原卷 24 題,照原卷順序
多重選擇題 4 題,每題 5 分,錯一個選項扣 2 分,扣至 0 分為止,共 20 分;單一選擇題 5 題與填充題(共 15 格)合計 20 格,依答對格數給分:1~4 格每格 10 分,5~10 格依序 45、48、51、54、57、60 分,11~20 格依序 62、64、…、80 分(答案卷大題標題印共 72 分,但其對照表 20 格全對為 80 分,與試題卷的共 80 分一致)。本頁第 1~4 題是多選 1~4,第 5~9 題是單選 1~5,第 10~24 題是填充 6~18(填充 14、18 各兩格)。答案已與學校公布的答案逐題核對。
一、多重選擇題(每題5分,錯一個選項扣2分,扣至0分為止,共20分。)
1
若函數 f(x)=ax3+bx2+cx+d 之圖形如圖所示,則下列哪些選項正確?- (A) a>0
- (B) b<0
- (C) c>0
- (D) d<0
- (E) b2−3ac>0
2
設函數 f(x)=2x3+ax2+bx+9 在 x=1 及 x=2 處均有極值,則下列選項哪些正確?- (A) a=−9
- (B) b=−12
- (C) f(x) 的極小值為 f(2)
- (D) f(x) 的極大值為 f(1)
- (E) y=f(x) 的圖形與 x 軸有三個相異的交點
3
設 f(x)=x4−4x3+4x2−1,則 f(x) 在下列哪些區間遞增。- (A) (−∞,0]
- (B) [−1,1]
- (C) [0,1]
- (D) [0,∞)
- (E) [3,∞)
4
設函數 f(x),其 f′(x)=(x+1)(x−2),下列選項哪些正確?- (A) f(−3)<f(−2)
- (B) f(−1)<f(2)
- (C) f′(−3)<f′(2)
- (D) f′(1)<f′(3)
- (E) f′′(0)<f′′(1)
二、單一選擇題與填充題(依答對格數給分,共80分。)
5
函數 f(x)=x3−2x2+x+5 的極小值為何?- (A) 不存在
- (B) 5
- (C) 27139
- (D) 31
- (E) 1
6
下列各函數圖形中,何者 f′(0) 存在?- (A) 如圖 (A)
- (B) 如圖 (B)
- (C) 如圖 (C)
- (D) 如圖 (D)
- (E) 如圖 (E)
7
函數定義如下:f(x)={ax+b,x2,x≥1x<1;若 f(x) 在 x=1 處可微分,則 a=- (A) 0
- (B) 1
- (C) 2
- (D) −1
- (E) −2
8
若 y=f′(x) 之圖形如下圖,則 y=f(x) 之圖形可能為何者?- (A) 如圖 (A)
- (B) 如圖 (B)
- (C) 如圖 (C)
- (D) 如圖 (D)
- (E) 如圖 (E)
9
設 f(x) 為實係數三次多項式,如下圖所示為函數 y=f(x) 的圖形,其中 (5,f(5)) 為反曲點。試問 f(x) 的導函數 f′(x) 可能為下列哪一個選項?- (A) (x−5)2−1
- (B) (x−5)2+1
- (C) (x−5)2
- (D) −(x−5)2+1
- (E) −(x−5)2−1
10
令函數 f(x)=3x2−1,試求 f′(4)=【 】。
11
試求 f(x)=4x3−2x2+1 的三階導函數 f(3)(x)=【 】。
12
設 f(x)=(x2+2)4,試求導函數 f′(x)=【 】。
13
設函數 f(x)=x3+ax2+bx−3 在 x=1 及 −3 處有極值,則數對 (a,b)=【 】。
14
已知 f(x)={x2,ax+b,x≥7x<7 在 x=7 處可微分,則 (a,b)=【 】。
15
多項式函數 f(x)=x4+ax3+3ax2+1 的圖形沒有反曲點,求實數 a 的範圍為【 】。
16
已知三次函數 f(x)=ax3−3x2+(a+2)x−7 沒有極值,求實數 a 的範圍為【 】。
17
試求函數 f(x)=−x3+2x2−2x+11 圖形凹口向下之區間=【 】。
填充第 14 題(第 18~19 題) 函數 f(x)=x3+6x2−13 在 x 區間 [−2,3],則:
20
設函數 f(x)=−x2−x+4,試求過函數外一點 P(−1,8) 的切線方程式=【 】。
21
若函數 f(x)=ax2+bx,其圖形上以點 P(1,3) 為切點的切線方程式為 y=9x−6,試求此函數 f(x)=【 】。
22
已知在函數 f(x)=x3+3x2−5x+2 圖形上所有切線斜率中,試求切線斜率最小的切線方程式為【 】。
填充第 18 題(第 23~24 題) 設 y=f(x) 之圖形如圖,試求其:
第 1 題(B)(E)
第 2 題(A)(C)(D)
第 3 題(C)(E)
第 4 題(A)(D)(E)
第 5 題(B)
第 6 題(E)
第 7 題(C)
第 8 題(D)
第 9 題(B)
第 10 題24
第 11 題24
第 12 題8x(x2+2)3
第 13 題(3,−9)
第 14 題(14,−49)
第 15 題0≤a≤8
第 16 題a≤−3 或 a≥1
第 17 題[32,∞)
第 18 題68
第 19 題−13
第 20 題y=5x+13 或 y=−3x+5
第 21 題6x2−3x
第 22 題y=−8x+1
第 23 題B、F
第 24 題E
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01多選題:由圖形判斷係數、由極值反求係數、遞增區間、由導函數比大小
第 1 題答案 (B)(E)。f′(x)=3ax2+2bx+c。圖形最右邊往下延伸,所以最高次項係數 a<0。圖形有一個極小、一個極大,兩個都在 y 軸左邊,所以 f′(x)=0 有兩個相異的負根 α、β。由根與係數的關係:α+β=−3a2b<0,得 ab>0,又 a<0,所以 b<0;αβ=3ac>0,得 c 與 a 同號,c<0。d=f(0) 是圖形與 y 軸交點的縱坐標,在原點上方,d>0。f′(x)=0 有兩個相異實根,判別式 (2b)2−4⋅3a⋅c=4(b2−3ac)>0。(A) 錯誤。 (B) 正確。 (C) 錯誤。 (D) 錯誤。 (E) 正確。
三次函數有極大、極小,等於 f′(x)=0 有兩個相異實根,判別式寫出來就是 b2−3ac>0。
第 2 題答案 (A)(C)(D)。f′(x)=6x2+2ax+b,在 x=1、2 有極值,所以 1、2 是 f′(x)=0 的兩根,f′(x)=6(x−1)(x−2)=6x2−18x+12,比較係數得 a=−9、b=12。(A) 正確。 (B) 錯誤:b=12。f′(x) 在 x<1 為正、1<x<2 為負、x>2 為正,所以 f(x) 先增、再減、再增:(C) 正確,極小值是 f(2);(D) 正確,極大值是 f(1)。(E) 錯誤:f(x)=2x3−9x2+12x+9,f(1)=14,f(2)=16−36+24+9=13,極大值與極小值都是正的,圖形只在 x<1 的地方穿過 x 軸一次,只有一個交點。
第 3 題答案 (C)(E)。f′(x)=4x3−12x2+8x=4x(x2−3x+2)=4x(x−1)(x−2)。列正負:x<0 時 f′(x)<0;0<x<1 時 f′(x)>0;1<x<2 時 f′(x)<0;x>2 時 f′(x)>0。所以 f(x) 在 [0,1] 與 [2,∞) 遞增,在 (−∞,0] 與 [1,2] 遞減。(A) 錯誤:整段遞減。(B) 錯誤:[−1,0] 這段遞減。(C) 正確。 (D) 錯誤:[1,2] 這段遞減。(E) 正確:[3,∞) 包含在 [2,∞) 裡。
第 4 題答案 (A)(D)(E)。f′(x)=(x+1)(x−2):x<−1 時為正,−1<x<2 時為負,x>2 時為正。(A) 正確:f(x) 在 (−∞,−1] 遞增,−3<−2,所以 f(−3)<f(−2)。(B) 錯誤:f(x) 在 [−1,2] 遞減,所以 f(−1)>f(2)。(C) 錯誤:f′(−3)=(−2)(−5)=10,f′(2)=0,10>0。(D) 正確:f′(1)=2×(−1)=−2,f′(3)=4×1=4。(E) 正確:f′(x)=x2−x−2,f′′(x)=2x−1,f′′(0)=−1<f′′(1)=1。
看圖判斷係數:右端走向定 a 的正負,極值位置用 f'(x)=0 的兩根和與兩根積,y 截距就是 d。
02單選題:極小值、由圖形判斷可微分、分段函數可微分、導函數與函數圖形的對應
第 5 題答案 (B)。f′(x)=3x2−4x+1=(3x−1)(x−1)。x<31 時 f′(x)>0,31<x<1 時 f′(x)<0,x>1 時 f′(x)>0,所以 x=1 是極小值的位置,極小值 f(1)=1−2+1+5=5。
x=31 是極大值的位置,f(31)=27139,是選項 (C),別把極大值當成極小值。
第 6 題答案 (E)。f′(0) 存在,圖形在 x=0 一定要連續,而且從左右兩邊算出的切線斜率要相同(沒有尖角)。(A) 兩條斜線在原點接成尖角,左邊斜率為負、右邊為正,左右不同,f′(0) 不存在。(B) x=0 是空心點,f(0) 沒有定義,f′(0) 不存在。(C) 在 x=0 左右兩段高度不同,圖形斷開,不連續,f′(0) 不存在。(D) f(0) 是上方的實心點,與曲線在 x=0 附近趨近的高度不同,不連續,f′(0) 不存在。(E) 水平線,每一點的切線斜率都是 0,f′(0)=0 存在。
可微分一定連續;所以先看連續,再看有沒有尖角。
第 7 題答案 (C)。可微分一定連續,所以先要 x→1−limx2=f(1),即 1=a+b。再用導數的定義看左右兩邊:右邊 h→0+limhf(1+h)−f(1)=h→0+limha(1+h)+b−(a+b)=a;左邊 h→0−limh(1+h)2−1=h→0−lim(2+h)=2。左右要相等,a=2(此時 b=−1)。
左邊算的時候用 f(1)=a+b=1,所以分子是 (1+h)2−1;如果還沒確定連續就直接比斜率,條件會漏掉一半。
第 8 題答案 (D)。從 y=f′(x) 的圖形讀出:x<0 時 f′(x)<0,0<x<2 時 f′(x)>0,x>2 時 f′(x)<0。所以 f(x) 先減、再增、再減:在 x=0 有極小值,在 x=2 有極大值,最右邊往下。(A) 的極大、極小在 0 與 1 之間和 1 與 2 之間,位置不對。(B) 的極小、極大也在這兩個位置,不在 0、2。(C) 在 x=0 附近是極大、在 x=2 是極小,增減剛好相反。(D) 在 x=0 極小、x=2 極大,最右邊往下,符合。(E) 的極大在 y 軸左邊、極小在 0 附近,最右邊往上,不符合。
f′(x) 在 x=1 最大,表示 f(x) 在 x=1 上升得最快,也就是反曲點;(D) 的圖形在 x=1 附近確實最陡。
第 9 題答案 (B)。五個選項都是頂點在 x=5 的二次函數,與「(5,f(5)) 是反曲點」相合。從圖形看:f(x) 一直往上升,所以 f′(x)≥0;而且在 (5,f(5)) 的切線是往右上斜的,不是水平,所以 f′(5)>0。(A) f′(5)=−1<0,在 x=5 附近遞減,不合。(B) f′(x)=(x−5)2+1≥1>0,處處遞增,f′(5)=1>0,符合。(C) f′(5)=0,在反曲點的切線是水平的,與圖形不合。(D) x 很大時 f′(x)<0,圖形最後會往下,不合。(E) f′(x)<0 處處遞減,不合。
也可以看凹凸:圖形在 x=5 左邊凹口向下、右邊凹口向上,f′′(x) 由負變正,f′(x) 在 x=5 是最小值,所以 f′(x) 的圖形開口向上,只剩 (A)(B)(C) 三個。
由 f' 看 f:f' 的正負決定 f 的增減,f' 的零點是 f 的極值位置,f' 的頂點是 f 的反曲點。
03填充題:導數、高階導函數、展開後微分、由極值與可微分反求係數
第 10 題f′(x)=6x,所以 f′(4)=24。
第 11 題f′(x)=12x2−4x,f′′(x)=24x−4,f(3)(x)=24。
三次多項式微分三次就是常數:4x3 微三次得 4×3×2×1=24。
第 12 題用二項式定理展開:(x2+2)4=x8+4⋅2x6+6⋅4x4+4⋅8x2+16=x8+8x6+24x4+32x2+16。逐項微分:f′(x)=8x7+48x5+96x3+64x=8x(x6+6x4+12x2+8)。括號內正是 (x2+2)3=x6+6x4+12x2+8,所以 f′(x)=8x(x2+2)3。
檢查:x=1 代入展開後的式子得 8+48+96+64=216,代入 8x(x2+2)3 得 8×27=216,相同。
第 13 題f′(x)=3x2+2ax+b。在 x=1、−3 有極值,所以 f′(1)=0、f′(−3)=0:3+2a+b=0,27−6a+b=0。兩式相減:24−8a=0,a=3,b=−9。檢查:f′(x)=3x2+6x−9=3(x−1)(x+3),在 1、−3 兩側確實變號。(a,b)=(3,−9)。
第 14 題f(7)=72=49。先要連續:x→7−lim(ax+b)=7a+b=49。再看左右兩邊的導數:右邊 h→0+limh(7+h)2−49=h→0+lim(14+h)=14;左邊 h→0−limha(7+h)+b−49=h→0−limhah=a(用了 7a+b=49)。左右相等,a=14,b=49−98=−49。(a,b)=(14,−49)。
y=14x−49 正是 y=x2 在 (7,49) 的切線;分段的直線要「接上」又「同斜率」,就是拋物線的切線。
由極值反求係數:極值的位置是 f'(x)=0 的根;分段函數可微分要同時檢查連續與左右導數相等。
04填充題:沒有反曲點、沒有極值、凹口向下、閉區間上的最大與最小值
第 15 題f′(x)=4x3+3ax2+6ax,f′′(x)=12x2+6ax+6a=6(2x2+ax+a)。反曲點是 f′′(x) 變號的地方;沒有反曲點,就是 2x2+ax+a 不會變號,判別式 a2−8a≤0,即 a(a−8)≤0,0≤a≤8。
判別式等於 0 時(a=0 或 8),f′′(x) 只在一點等於 0 但不變號,例如 a=8 時 f′′(x)=12(x+2)2≥0,仍然沒有反曲點,所以兩端要包含。
第 16 題三次函數 a=0。f′(x)=3ax2−6x+(a+2)。沒有極值,就是 f′(x) 不變號,判別式 36−12a(a+2)≤0,即 a2+2a−3≥0,(a+3)(a−1)≥0,得 a≤−3 或 a≥1(都滿足 a=0)。
判別式等於 0 時 f′(x) 只在一點為 0,兩側同號,不是極值,所以等號要取。
第 17 題f′(x)=−3x2+4x−2,f′′(x)=−6x+4。凹口向下就是 f′′(x)<0:−6x+4<0,x>32。凹口向下的區間是 [32,∞)。
x=32 是反曲點,區間端點寫開或寫閉都表示同一段圖形;學校答案寫成閉區間。
第 18 題f′(x)=3x2+12x=3x(x+4),在 [−2,3] 內只有 x=0 使 f′(x)=0(x=−4 不在區間內)。比較端點與這一點的函數值:f(−2)=−8+24−13=3,f(0)=−13,f(3)=27+54−13=68。最大值為 68。
第 19 題沿用上一題:f(−2)=3,f(0)=−13,f(3)=68;f′(x) 在 [−2,0] 為負、在 [0,3] 為正,f(x) 先減後增,最小值為 f(0)=−13。
閉區間上的最大、最小值要把端點一起比;本題的最大值就出現在端點 x=3。
沒有極值看 f' 的判別式,沒有反曲點看 f'' 的判別式,等號都要取;閉區間求最大最小值,端點一定要算。
05填充題:過圖形外一點的切線、由切線反求函數、斜率最小的切線
第 20 題f(−1)=−1+1+4=4=8,P 不在圖形上,切點要另外設。設切點 (t,−t2−t+4),切線斜率 f′(t)=−2t−1,切線為 y=(−2t−1)(x−t)−t2−t+4。切線通過 P(−1,8):8=(−2t−1)(−1−t)−t2−t+4=(2t2+3t+1)−t2−t+4=t2+2t+5,得 t2+2t−3=0,t=1 或 t=−3。t=1:切點 (1,2),斜率 −3,切線 y=−3x+5。t=−3:切點 (−3,−2),斜率 5,切線 y=5x+13。
兩條都檢查:−3×(−1)+5=8,5×(−1)+13=8,都通過 P。從圖形外一點可以作兩條切線。
第 21 題P(1,3) 在圖形上:f(1)=a+b=3。切線斜率 9 等於 f′(1):f′(x)=2ax+b,2a+b=9。兩式相減得 a=6,b=−3,f(x)=6x2−3x。
檢查:P(1,3) 也在切線 y=9x−6 上,9−6=3。
第 22 題切線斜率是 f′(x)=3x2+6x−5=3(x+1)2−8,在 x=−1 時最小,最小斜率為 −8。切點 f(−1)=−1+3+5+2=9,即 (−1,9)。切線:y−9=−8(x+1),y=−8x+1。
斜率最小的地方 f′′(x)=6x+6=0,正好是反曲點 x=−1。
切點不在已知點時,先設切點 (t, f(t)),再用切線通過已知點列方程式解 t。
06填充題:由圖形找極大值與最小值出現的點
第 23 題極大值是「在這一點附近(定義域內)的函數值都不比它大」。B 是一段弧的最高點,左右附近都比它低,是極大。F 是圖形最右端的端點,它左邊附近的圖形都比它低,在定義域內 F 附近沒有更高的點,也是極大。C、D 兩點左右一邊高一邊低,不是極值;A、E 附近的點都比它們高,是極小。所以極大值出現在 B、F。
圖形兩端 A、F 是實心點,函數只定義在這一段閉區間上;端點只和定義域內附近的點比較,所以 F 也是極大(A 是極小)。學校答案也把 F 算進去。
第 24 題最小值是整個圖形中最低的點。圖形中縱坐標最低的是 E(D 還在 E 的上方,A、C 在 x 軸上方),所以最小值出現在 E。
E 是尖角,那裡導數不存在,但仍可以是極小值與最小值;找極值不能只找導數為 0 的點。
極值看附近、最大最小值看全部;端點與導數不存在的尖角都要列入候選。
同一次段考的其他學校
同樣是高三第二次段考,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
苑裡高中 112 上 高三第二次段考數學的答案在哪裡?
本頁列出全部 24 題的答案;答案由御藍教育逐題重新計算。
苑裡高中 112 上 高三第二次段考數學哪幾題最容易錯?
第 1 題要從圖形上兩個極值都在 y 軸左邊推出 b 與 c 的正負;第 9 題要看出反曲點的切線不是水平而排除 (C);第 15、16 題的判別式要取等號;第 20 題的點不在圖形上,要先設切點,會得到兩條切線;第 23 題的端點 F 也算極大。
我們學校的段考卷也可以做詳解嗎?
可以。考完把題目頁拍照或掃描,從本頁「上傳考卷」傳給我們,收到後會盡快做好放上來,一樣免費。
這份段考卷可以下載列印嗎?
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。
題目取自苑裡高中 112 學年度上學期 高三第二次段考 數學乙,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。