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2019年3月30日 星期六

101學年度高中運動績優生甄試--數學科詳解


101 學年度高級中等以上學校運動成績優良學生 
升學輔導甄試學科考試 數學科 試題

  :由輾轉相除法可知\((a,b)=(165,b)=(165,66)=33\),故選\(\bbox[red,2pt]{(D)}\)

2.已知兩直線\(L_1:2x-y=1, L_2:x-3y=3\),則下列何者與直線\(L_1\)垂直?
(A)x=0 ; (B)y=4 ; (C)2x+y=7 ; (D) x+2y=10。
:$$L_1的法向量\vec{u}=(2,-1), x+2y=10的法向量\vec{v}=(1,2) \Rightarrow \vec{u}\cdot\vec{v}=2-2=0,故選\bbox[red,2pt]{(D)}$$

3.承上題2,下列那一個直線能與兩直線\(L_1, L_2\)圍出一個三角形?
(A)2x-y=4   (B)3x-4y=5  (C)x-3y=10  (D)2x-3y=3

2x-y=4與\(L_1\)平行、x-3y=10與\(L_2\)平行,因此(A)與(C)不能圍成一個三角形;
\(L_1與L_2\)的交點為(0,-1)也在 2x-3y=3上,因此只有(B)可圍成三角形,故選\(\bbox[red,2pt]{(B)}\)

4.設兩複數分別為\(z_1=5+2i, z_2=1-i\),在高斯平面上,\(z_1, z_2\)的距離為何?
(A)15 ; (B)25 ; (C) 5 ; (D)10 。

:$$\sqrt{(5-1)^2+(2-(-1))^2}=\sqrt{25}=5,故選\bbox[red,2pt]{(C)}$$


:$$|r|<1,故選\bbox[red,2pt]{(C)}$$


:$$\begin{cases} a_{ 1 }+a_{ 3 }+\cdots +a_{ 9 }=25 \\ a_{ 2 }+a_{ 4 }+\cdots +a_{ 10 }=45 \end{cases}\Rightarrow \begin{cases} a_{ 1 }+(a_{ 1 }+2d)+\cdots +(a_{ 1 }+8d)=25 \\ (a_{ 1 }+d)+(a_{ 1 }+3d)+\cdots +(a_{ 1 }+9d)=45 \end{cases}\\ \Rightarrow \begin{cases} 5a_{ 1 }+20d=25 \\ 5a_{ 1 }+25d=45 \end{cases}\Rightarrow 5d=20\Rightarrow d=4,故選\bbox[red,2pt]{(A)}$$

7.已知拋物線的方程式為\(f(x)=-(x+3)^2+3\),在\(-1\le x\le 6\)的限制下,求f(x)的最小值為何?
(A)3 ; (B)-1 ; (C)-10 ; (D) -78 。

:$$f(x)=-(x+3)^2+3\Rightarrow x=-3時,f(x)有最大值3;\\因此最小值在邊界點,f(-1)=-1>-78=f(-6),故選\bbox[red,2pt]{(D)}$$

8.設f(x)為三次實係數多項式,其函數圖形如右,且知複數\(1+i\)為方程式 f(x)=0 的一根,試問下列何者為f(x)的二次因式?
(A)\(x^2-2x+2\) (B)\(x^2+2x+2\) (C) \(x^2-2x-2\)  (D) \(x^2+2x\)
:$$x=1+i\Rightarrow (x-1)^2=i^2\Rightarrow x^2-2x+1=-1 \Rightarrow x^2-2x+2=0,故選\bbox[red,2pt]{(A)}$$



f(x)往下平移超過3單位且少於5個單位,圖形與X軸將會有3個交點;也就是說如果\(5>k>3\Rightarrow f(x)-k=0\)有3個解,故選\(\bbox[red,2pt]{(D)}\)

10.已知分式不等式\(\frac{x-4}{x+1}\ge 0\),求實數x 的範圍?
(A)\(-1\le x\le4\)  (B)\(-1<x\le 4\)  (C) \(x<-1或4\le x\)  (D)\(x\le -1或4\le x\)

:$$\frac{x-4}{x+1}\ge 0\Rightarrow (x-4)(x+1)\ge 0 \Rightarrow \begin{cases}x-4\ge 0且x+1\ge 0\\ x-4\le 0 且x+1\le 0\end{cases}\Rightarrow \begin{cases}x\ge 4\\ x< -1(分母不為0)\end{cases}\\,故選\bbox[red,2pt]{(C)}$$

11. 本題 \(\bbox[red,2pt]{送分}\)

12. 下圖為\(y=2^x, y=2^{-x}, y=\log_{2}{x}, y=\log_{3}{x}, y=x\)的函數圖形,何者可能\(y=2^{-x}\)的圖形?

(A)A ; (B)B ; (C)C ; (D)D 。
:$$(-1,2)在y=2^{-x}上,只有A經過(-1,2),故選\bbox[red,2pt]{(A)}$$

13. 承上題12,何者可能為\(y=\log_{3}{x}\)的圖形?
(A)E ; (B)D ; (C)C ; (D)B。


只有E經過(3,1),故選\(\bbox[red,2pt]{(A)}\)

14. 已知\(3^{100}=a\times 10^m\),其中\(0<a<10\),\(m\)是一個整數,求a 的整數部分=?
(A)3 ; (B)4 ; (C) 5 ; (D)6 。
:$$3^{100}=a\times 10^m\Rightarrow \log{3^{100}}=\log{a\times 10^m} \Rightarrow 100\log{3}=m+\log{a}\\\Rightarrow 100\times 0.4771=47.71=m+\log{a} \Rightarrow \begin{cases}m=47\\\log{a}=0.71\end{cases}\\又\log{5}=1-\log{2}=0.699<\log{a}=0.71<0.7781=\log{6}=\log{2}+\log{3}\\\Rightarrow \log{5}<\log{a}<\log{6}\Rightarrow a的整數部份為5,故選\bbox[red,2pt]{(C)}$$




:$$同上題,故選\bbox[red,2pt]{(A)}$$



$$(A)\frac{12000\left[(1.04)^{10}-1\right]}{0.04}\;(B)\frac{12000\left[(1.04)^{11}-1.04\right]}{0.04}\\(C)12000\left[(1.04)^{10}-1\right]\;(D)12000\left[(1.04)^{11}-1.04\right]$$

$$12000\times 1.04^{10}+12000\times 1.04^{9}+\cdots+12000\times 1.04\\ =\frac{12000\times 1.04(1-1.04^{10})}{1-1.04}=\frac{12000\times 1.04(1.04^{10}-1)}{0.04}=\frac{12000(1.04^{11}-1.04)}{0.04},故選\bbox[red,2pt]{(B)}$$

17.三角形ABC 三邊長分別為\(\overline{AB}=3, \overline{BC}=8, \overline{AC}=7\),則\(\triangle ABC\)的面積為何?
(A) 6   (B) 8   (C)  \(8\sqrt{3}\)   (D) \(6\sqrt{3}\)
:$$令s=(\overline{AB}+\overline{BC}+\overline{AC})\div 2=(3+8+7)\div 2=9,\\則\triangle ABC面積= \sqrt{s(s-\overline{AB})(s-\overline{BC})(s-\overline{AC})}=\sqrt{9(9-3)(9-8)(9-7)}\\=\sqrt{108}=6\sqrt{3},故選\bbox[red,2pt]{(D)}$$

$$(A)\frac{7\sqrt{3}}{3}\; (B)\frac{6\sqrt{3}}{3}\;(C)\frac{8\sqrt{3}}{3}\;(D)\frac{10\sqrt{3}}{3}$$

D到三頂點的距離等於外接圓半徑,即$$\frac{\overline{AB}\times\overline{BC} \times\overline{AC}} {4\times \triangle ABC面積}= \frac{3\times 8\times 7}{4\times 6\sqrt{3}}=\frac{168}{24\sqrt{3}}=\frac{7}{\sqrt{3}},故選\bbox[red,2pt]{(A)}$$

(A) 32/15 (B) -15/32 (C) -32/15 (D) 15/32
:$$ \begin{cases}\sin{\theta}=\frac{3}{5}\\\tan{\theta}<0\end{cases} \Rightarrow \cos{\theta}=-\frac{4}{5} \Rightarrow \cos{\theta}+\tan{(-630^\circ-\theta)}=\cos{\theta}+\tan{(-630^\circ-\theta+720^\circ)}\\= \cos{\theta}+\tan{(90^\circ-\theta)}=\cos{\theta}+\frac{\cos{\theta}}{\sin{\theta}}=-\frac{4}{5}-\frac{4}{3}=-\frac{32}{15},故選\bbox[red,2pt]{(C)}$$

20.已知複數\(z=1-\sqrt{3}i\),求\(|z|^6\)的值=?
(A)16 ; (B)32 ; (C) 64 ; (D)128 。
:$$z=1-\sqrt{3}i\Rightarrow |z|=\sqrt{1+3}=2\Rightarrow |z|^6=2^6=64,故選\bbox[red,2pt]{(C)}$$

21. 本題\(\bbox[red,2pt]{送分}\)

22.若△ ABC 為平面上的三角形,P 為平面上一點且\(\overrightarrow{AP}=\frac{1}{3} \overrightarrow{AB}+t\overrightarrow{AC}\),其中t 為一實數,可使得P落在\(\overline{BC}\)邊上,則t的值=?
(A)1/3  (B) 2/3  (C) -2/3  (D) -1/3

P落在\(\overline{BC}\)邊上\(\Rightarrow \frac{1}{3}+t=1\Rightarrow t=\frac{2}{3}\),故選\(\bbox[red,2pt]{(B)}\)

23. 已知\(A(-2,6), B(-5,2), C(-1,-1), D(2,3)\)為坐標平面上四點,下列與\(\overrightarrow{AB}\)互相垂直?
(A)\(\overrightarrow{AB}\) (B)\(\overrightarrow{BC}\) (C) \(\overrightarrow{CD}\) (D)\(\overrightarrow{AC}\)
:$$ \begin{cases}\overrightarrow{AB}=(-5+2,2-6)=(-3,-4)\\\overrightarrow{BC}=(-1+5,-1-2)=(4,-3) \\\overrightarrow{CD}=(2+1,3+1)=(3,4)\\\overrightarrow{AC}=(-1+2,-1-6)=(1,-7)\end{cases} \Rightarrow \overrightarrow{AB}\cdot \overrightarrow{BC}=-12+12=0,故選\bbox[red,2pt]{(B)}$$

24.求兩直線\(L_1:3x+4y-2=0, L_2:5x+12y-6=0\)的鈍角平分線方程式為何?
\((A)8x+13y-7=0  (B)7x-4y-7=0  (C)7x-4y+2=0  (D)8x+13y+7=0\)
:$$角平分方程式為\frac{3x+4y-2}{\sqrt{3^2+4^2}}=\pm\frac{5x+12y-6}{\sqrt{5^2+12^2}}\Rightarrow \frac{3x+4y-2}{5}=\pm\frac{5x+12y-6}{13} \\ \Rightarrow \begin{cases}13(3x+4y-2)=5(5x+12y-6)\\13(3x+4y-2)=-5(5x+12y-6)\end{cases} \Rightarrow \begin{cases}7x-4y+2=0\cdots L_3\\8x+14y-7=0\cdots L_4\end{cases}\\
現在要判斷哪一個是純角平分線,在L_1上找一點P(2,-1)\Rightarrow \begin{cases}d(P,L_3)=\frac{14+4+2}{\sqrt{7^2+(-4)^2}}=\frac{20}{\sqrt{65}}\\d(P,L_4)=\left|\frac{16-14-7}{\sqrt{8^2+14^2}}\right|=\frac{5}{\sqrt{260}}\end{cases}\\ \Rightarrow d(P,L_3)>d(P,L_4) \Rightarrow L_3是鈍角平分線,故選\bbox[red,2pt]{(C)}$$

25.空間坐標軸中,下列哪一點到平面\(E:2x-y+2z=4\)的距離最短?
(A)(0,0,0) ; (B)(0,1,0) ; (C)(1,-1,-1) ; (D)(1,1,1) 。

:$$(A)\left|\frac{-4}{\sqrt{2^2+(-1)^2+2^2}}\right|=\frac{4}{3}\\(B)\left|\frac{-1-4}{\sqrt{2^2+(-1)^2+2^2}}\right|=\frac{5}{3}\\(C)\left|\frac{2+1-2-4}{\sqrt{2^2+(-1)^2+2^2}}\right|=\frac{3}{3}\\(D)\left|\frac{2-1+2-4}{\sqrt{2^2+(-1)^2+2^2}}\right|=\frac{1}{3}\\,故選\bbox[red,2pt]{(D)}$$

26. 空間坐標中兩點A(1,2,3)與B(5,4,5),求\(\overline{AB}\)的垂直平分面方程式為何?
(A) 2x+y+z=7 ; (B) 2x+y+z=13 ; (C) 2x+y+z=19 ; (D) 4x+2y+2z=13 。


A、B的中點\(C=((1+5)/2,(2+4)/2,(3+5)/2)=(3,3,4)\);
垂直平分面的法向量\(\vec{n}=\overrightarrow{AB}=(5-1,4-2,5-3)=(4,2,2)\);
過C點,且法向量為\(\vec{n}\)的平面方程式為\(4(x-3)+2(y-3)+2(z-4)=0 \Rightarrow 2x+y+z=13\),故選\(\bbox[red,2pt]{(B)}\)

27.如右圖,已知 ABCD 為正立方體的一個面,P,Q分別為\(\overline{BC},\overline{CD}\)的中點,O 為正立方體的中心,求\(\cos{\angle POQ}\)的值為何?
(A) \(\frac{1}{2}\)      (B)\(\frac{-1}{2}\)   (C)\(\frac{1}{\sqrt{2}}  \)      (D)\(\frac{-1}{\sqrt{2}}\)

假設立方體邊長為2,以A為原點(0,0,0),各點坐標如上圖。因此$$\begin{cases} \overrightarrow { OP } =(2,0,1)-(1,1,1)=(1,-1,0) \\ \overrightarrow { OQ } =(1,0,2)-(1,1,1)=(0,-1,1) \end{cases}\Rightarrow \cos { \angle POQ } =\frac { \overrightarrow { OP } \cdot \overrightarrow { OQ }  }{ \left| \overrightarrow { OP }  \right| \left| \overrightarrow { OQ }  \right|  } =\frac { 1 }{ \sqrt { 2 } \times \sqrt { 2 }  } =\frac { 1 }{ 2 }\\ ,故選\bbox[red,2pt]{(A)}$$

28.   圓的方程式\((x-2)^2+(y+1)^2=9\),下列直線被圓C 所截的弦何者最長?
  (A) x 軸    ; (B) y 軸    ; (C) 3x-4y=7    ; (D) x+y=1    。

:圓心為(2,-1),半徑為3;離圓心越近所截的弦越長
(A) X軸至(2,-1)的矩離為1
(B) Y軸至(2,-1)的距離為2
(C) (2,-1)至3x-4y=7的距離為\(\left|\frac{6+4-7}{\sqrt{3^2+4^2}}\right|=\frac{3}{5}\)
(D) (2,-1)至x+y=1的距離為\(\left|\frac{2-1-1}{\sqrt{3^2+4^2}}\right|=0\)
直線x+y=1至圓心的距離最短,故選\(\bbox[red,2pt]{(D)}\)

29.已知球面 S 通過 \(B(2,-2,5)\) ,且球面 S 與平面\(E: x=0\)相切於\(A(0,4,3)\),試求球面 S 的方程式的圓心為何?
 (A)(11,4,3)    ; (B)(2,4,5)    ; (C)(6,4,3)    ; (D)(0,4,3)。


令圓心為\(O(x,y,z)\),依題意可知圓心與切點A的向量與平面E的法向量平行,即\(\overrightarrow{OA}//(1, 0, 0) \Rightarrow (-x, 4-y, 3-z)//(1,0,0)\),故選\(\bbox[red,2pt]{(A)}\)

30. 已知直線 y=mx 與拋物線\(y^2=4x-4\)相切,求實數\(m\)的值可為何?
(A)0    ; (B) 1    ; (C)2    ; (D)3    。

將直線代入拋物線,可得\((mx)^2=4x-4 \Rightarrow m^2x^2-4x+4=0\);相切表示交點只有一個,也就是判別式等於0,即\(16-16m^2=0 \Rightarrow m=\pm 1\),故選\(\bbox[red,2pt]{(B)}\)


31.橢圓\(\frac{x^2}{25}+\frac{y^2}{16}=1\)的兩個焦點\(F_1,F_2\),已知過\(F_1\)的直線與橢圓交於 A , B 兩點,且\(\overline{AB}=7\),求\(\overline{AF_2}+\overline{BF_2}\)的值為何?
(A)7    ; (B)14    ; (C) 13    ; (D)16。


依橢圓定義:橢圓上的點至兩焦點的距離和為兩倍長軸,即\(\begin{cases} \overline{AF_1}+\overline{AF_2}=2\times 5=10\\ \overline{BF_1}+\overline{BF_2}=2\times 5=10\end{cases}\),依題意\(\overline{AB}=7\Rightarrow   \overline{AF_1}+\overline{BF_1}=7\);綜合上述,可得$$\begin{cases} \overline{AF_1}+\overline{AF_2}=2\times 5=10\cdots (1)\\ \overline{BF_1}+\overline{BF_2}=2\times 5=10\cdots (2)\\ \overline{AF_1}+\overline{BF_1}=7 \cdots (3)\end{cases}\Rightarrow (1)+(2)-(3)\Rightarrow \overline{AF_2}+\overline{BF_2}=10+10-7=13\\,故選\bbox[red,2pt]{(C)}$$


:7個字母排列共有7!排法,但其中有3個t、2個g及2個o,因此排列的方法有\(\frac{7!}{3!2!2!}=7\times 6\times 5=210\),故選\(\bbox[red,2pt]{(B)}\)




10=4+6 = 6+4=5+5,共有3種情形,因此機率為3/36=1/12,故選\(\bbox[red,2pt]{(B)}\)

34. 本題\(\bbox[red,2pt]{送分}\)




抽中任一球的機率皆為1/3,因此期望值為\((10-2-2)\div 3=2\),故選\(\bbox[red,2pt]{(A)}\)

36.已知三事件A, B ,C 為獨立事件,其發生的機率分別為\(\frac{1}{2}、\frac{2}{3}、\frac{3}{4}\),求恰有一事件發生的機率
(A)1/2  (B)1/3  (C) 1/4  (D) 1/12

恰有一事件發生=A發生且B及C都不發生+B發生且A及C都不發生+C發生且A及B都不發生;
因此機率為$$\frac { 1 }{ 2 } \left( 1-\frac { 2 }{ 3 }  \right) \left( 1-\frac { 3 }{ 4 }  \right) +\frac { 2 }{ 3 } \left( 1-\frac { 1 }{ 2 }  \right) \left( 1-\frac { 3 }{ 4 }  \right) +\frac { 3 }{ 4 } \left( 1-\frac { 1 }{ 2 }  \right) \left( 1-\frac { 2 }{ 3 }  \right) \\ =\frac { 1 }{ 2 } \times \frac { 1 }{ 3 } \times \frac { 1 }{ 4 } +\frac { 2 }{ 3 } \times \frac { 1 }{ 2 } \times \frac { 1 }{ 4 } +\frac { 3 }{ 4 } \times \frac { 1 }{ 2 } \times \frac { 1 }{ 3 } =\frac { 1 }{ 24 } +\frac { 1 }{ 12 } +\frac { 1 }{ 8 } =\frac { 1+2+3 }{ 24 } =\frac { 1 }{ 4 }, 故選\bbox[red,2pt]{(C)}$$

37.有 100筆成對的資料\((x_i,y_i),i=1,2,\cdots,100\),其平均\(\bar{x}=3,\bar{y}=5\),x與 y的相關係數r=0.8,且y 對x 的迴歸直線過點(2,0)則迴歸直線的斜率為何?
(A)5 ; (B)-5 ; (C)3 ; (D) 0.8。
:$$迴歸方程式y=r\times \frac { \sigma _{ y } }{ \sigma _{ x } } x+\bar { y } -r\times \frac { \sigma _{ y } }{ \sigma _{ x } } \bar { x } \\ (2,0)代入上式\Rightarrow 0=0.8\times \frac { \sigma _{ y } }{ \sigma _{ x } } \times 2+5-0.8\times \frac { \sigma _{ y } }{ \sigma _{ x } } \times 3\Rightarrow 0.8\times \frac { \sigma _{ y } }{ \sigma _{ x } } =5\\ \Rightarrow \frac { \sigma _{ y } }{ \sigma _{ x } } =\frac { 25 }{ 4 } \Rightarrow 斜率:r\times \frac { \sigma _{ y } }{ \sigma _{ x } } =0.8\times \frac { 25 }{ 4 } =5,故選\bbox[red,2pt]{(A)}$$

38. 設矩陣\(A=\left[\begin{matrix}1&2\\0&1\end{matrix}\right], B=\left[\begin{matrix} 1\\1 \end{matrix}\right]\),若\(AX=B\)求矩陣\(X\)為何?
(A) \(\left[\begin{matrix} -1\\-1 \end{matrix}\right]\)  (B) \(\left[\begin{matrix} -1\\1 \end{matrix}\right]\) (C) \(\left[\begin{matrix} 0\\-1 \end{matrix}\right]\) (D) \(\left[\begin{matrix} 0\\-1 \end{matrix}\right]\)

:$$X=\left[ \begin{matrix} a \\ b \end{matrix} \right] \Rightarrow AX=B\Rightarrow \left[ \begin{matrix} 1 & 2 \\ 0 & 1 \end{matrix} \right] \left[ \begin{matrix} a \\ b \end{matrix} \right] =\left[ \begin{matrix} 1 \\ 1 \end{matrix} \right] \Rightarrow \begin{cases} a+2b=1 \\ b=1 \end{cases}\Rightarrow a=-1\\\Rightarrow X=\left[ \begin{matrix} -1 \\ 1 \end{matrix} \right],故選\bbox[red,2pt]{(B)} $$

39.右圖中A, B ,C ,D, E 為坐標平面上的五個點﹒將這五個點的坐標\((x,y)\)分別代入\(5x-5y\),問哪一個點代入所得的值最大?
(A) E  (B) D  (C) C  (D) B



直線\(5x-5y=k\)的斜率為1,見上圖紅線。越往右下角的直線\(k\)值越大,因此在點E有最大的\(k\)值,故選\(\bbox[red,2pt]{(A)}\)

40. 設x , y 滿足聯立不等式\(\begin{cases}x\ge 0,y\ge 0\\x+y\le 10\\x-y\ge 3\end{cases}\),求\(3x+y\)的最大值為何?
(A)23  (B) 9  (C) 30  (D) 15



該聯立不等式為一三角形,見上圖。將各頂點代入\(3x+y\)可知C點有最大值:\(3\times 10+0=30\),故選\(\bbox[red,2pt]{(C)}\)
--END--

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