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2020年1月2日 星期四

107學年度高雄區公立高中聯合轉學考-升高三數學科詳解


高雄區公立高中 107 學年度聯合招考轉學生
升高三數學科試題詳解
一、單選題


$$\cos \theta =\tan \theta \Rightarrow \cos \theta ={\sin \theta \over \cos \theta} \Rightarrow \cos^2 \theta=\sin \theta \Rightarrow 1-\sin ^2 \theta=\sin \theta \Rightarrow \sin^2\theta +\sin \theta-1=0\\ \Rightarrow \sin \theta={-1\pm \sqrt 5\over 2}, 故選:\bbox[red,2pt]{(E)}$$

2. 若\(A, B\)為平面\(E\)上同側的兩點,\(\overline{AB}=17\)且\(A, B\)到平面\(E\)的距離各為14、6,若\(P\)為\(E\)上一點,則\(\overline{PA}+\overline{PB}\)的取小值為何?
 (A)  20  (B)  23  (C)  25  (D)  30  (E)  31。 



$$B'為B的對稱點(以E平面當對稱軸), 連結A、B',交平面E於P點,該P點即為所求,如上圖;\\因此,\overline{PB'}= \overline{PB} \Rightarrow \overline{PB}+\overline{PA}= \overline{AB'}\\ 在直角\triangle AFB \Rightarrow \overline{AF}= \overline{AD}- \overline{FD} =14-6=8 \Rightarrow \overline{BF} =\sqrt{\overline{AB}^2- \overline{AF}^2} = \sqrt{17^2-8^2}=15\\ 在直角\triangle AA'B' \Rightarrow \overline{AB'} =\sqrt{\overline{A'B'}^2 +\overline{AA'}^2} =\sqrt{20^2+15^2}=25,故選\bbox[red,2pt]{(C)}$$

3.  一行星繞太陽運行的軌跡為一個橢圓,若其遠日點到太陽之距離為  11  個單位長,近日點到太陽的距離為  3  個單位長,則橢圓的長軸長是多少個單位長?  (A)  4  (B)  7  (C)  8  (D)  14  (E)  33。


$$太陽即為橢圓的焦點,因此長軸長=11+3=14, 故選\bbox[red,2pt]{(D)}$$

4. 設\(A(2,-2,5)\),\(B(4,6,13)\),\(C(-2,4,7)\),則\(\overrightarrow{AB} \times \overrightarrow{AC}\)=?
(A) 56  (B) (-8,48,16)  (C) (-8,-9,11)  (D) (-32, -36, 44)  (E) (32,36,-44)。


:$$\begin{cases}A(2,-2,5)\\ B(4,6,13)\\ C(-2,4,7)\end{cases}  \Rightarrow \begin{cases} \overrightarrow{AB}=(2,8,8)\\ \overrightarrow{AC}=(-4,6,2) \end{cases}  \Rightarrow \overrightarrow{AB} \times\overrightarrow{AC}=(16-48, -32-4,12+32)\\ =(-32,-36,44), 故選\bbox[red,2pt]{(D)}$$

5. 在空間中,一個斜面的「坡度」定義為斜面與水平面夾角 θ 的正切值 tanθ。若一金字塔(底部為一正方形,四個斜面為等腰三角形)的每一個斜面的坡度皆為0.4 。則相鄰兩斜面夾角α的度數會落在哪個範圍內?
$$(A)30^\circ \le \alpha < 60^\circ \qquad (B)60^\circ \le \alpha < 90^\circ \qquad (C)90^\circ \le \alpha < 120^\circ \qquad (D)120^\circ \le \alpha < 150^\circ \qquad \\(E)150^\circ \le \alpha < 180^\circ \qquad$$



$$金字塔ABCDE,塔頂位於E,其投影點為O,並假設O為空間的原點,各坐標如上圖;\\  因此 \begin{cases}\overrightarrow{EC}=(5,5,-2)\\ \overrightarrow{EG}=(0,5,-2)\\ \overrightarrow{EF} =(5,0,-2) \end{cases} \\ \Rightarrow \begin{cases} 平面DEC的法向量\vec u = \overrightarrow{EG} \times \overrightarrow{EC}= (0,5,-2)\times (5,5,-2) = (0,-10,-10) \\ 平面BEC的法向量\vec v = \overrightarrow{EC} \times \overrightarrow{EF}= (5,5,-2)\times (5,0,-2) = (-10,0,-10) \\ \end{cases}\\  \Rightarrow \vec u \cdot \vec v = |\vec u||\vec v|\cos \theta \Rightarrow (0,-10,-10) \cdot (-10,0,-10) = |(0, -10, -10)| |(-10,0,-10)| \\\Rightarrow 100 = 200 \cos \theta \Rightarrow \cos \theta =1/2 \Rightarrow \theta =60^\circ, 故選\bbox[red,2pt]{(B)}$$

6.  廣場上插了一支紅旗與一支白旗,小明站在兩支旗子之間。利用手邊的儀器,小明測出他與正東方紅旗間的距離比他與正西方白旗間距離為7:2;小明往正北方走了 13 公尺之後再測量一次,發現他與紅旗的距離變成他與白旗距離的 3倍。試問紅白兩旗之間的距離最接近下列哪個選項?
(A) 95 公尺  (B) 90公尺  (C) 85公尺  (D) 80公尺  (E) 75公尺




$$假設紅旗在B,白旗在A,小明在O,小明往北走13公尺到了C,如上圖;\\ \overline{OC}^2 =\begin{cases}\overline{AC}^2- \overline{AO}^2 \\ \overline{BC}^2 -\overline{OB}^2 \end{cases}  \Rightarrow m^2-4k^2=9m^2-49k^2 \Rightarrow 8m^2=45k^2 \Rightarrow m ={3\sqrt 5 \over 2\sqrt 2}k \\\Rightarrow m^2=4k^2+13^2 \Rightarrow {45 \over 8}k^2 =4k^2+169 \Rightarrow k=2\sqrt{26} \Rightarrow \overline{AB}=9k = 18\sqrt{26} \approx 18\sqrt{25}=90\\, 故選\bbox[red,2pt]{(B)}$$

7.  一礦物內含A,B,C三種放射性物質,放射出同一種輻射。已知A、B、C每公克分別會釋放出1單位、2單位、1單位的輻射強度,又知A、B、C每過半年其質量分別變為原來質量的1/2、1/3、1/4倍。於一年前測得此礦物的輻射強度為66單位,而半年前測得此礦物的輻射強度為22單位,且目前此礦物的輻射強度為8單位,則目前此礦物中C物質之質量為幾公克? 
(A) 1  (B) 2  (C) 4  (D) 16  (E) 32。 


$$\begin{array}{}
 & 1年前 & 半年前 & 現在\\\hline
A重量& a & a/2 & a/4\\
B重量 & b & b/3 & b/9\\
C重量 & c & c/4 & c/16\\
幅射強度 &66=a+2b+c & 22=a/2+2b/3+c/4 & 8=a/4+2b/9+c/16 \\\hline \end{array}\\  \Rightarrow \begin{cases}a+2b+c = 66 \\ a/2+2b/3+c/4=22 \\ a/4+2b/9+c/16=8\end{cases}  \Rightarrow c=32 \Rightarrow 現在c=32/16=2, 故選\bbox[red,2pt]{(B)}$$

8. 設\(P(x,y)\)為坐標平面上一點,且滿足\(\sqrt{(x-1)^2+(y-2)^2} +\sqrt{(x-3)^2+(y-4)^2} \)= \(\sqrt{(3-1)^2+(4-2)^2}\),那麼\(P\)點的位置在哪裡?
(A)第一象限  (B)第二象限 (C)第三象限  (D)第四象限  (E)\(x\)軸或\(y\)軸上。

:$$令\begin{cases} Q=(1,2) \\ R=(3,4)\end{cases},由\sqrt{(x-1)^2+(y-2)^2} +\sqrt{(x-3)^2+(y-4)^2}可知: \overline{PQ}+\overline{PR} =\overline{QR}\\ \Rightarrow P在線段\overline{QR}上 \Rightarrow P在第一象限,故選\bbox[red,2pt]{(A)} $$



$$L_1與L_2法向量之內積(3,4)\cdot (1,0)=3>0  \Rightarrow 銳角角平分線方程式為{3x+4y-7 \over \sqrt{3^2+4^2}}=-{x-1 \over 1}\\  \Rightarrow 3x+4y-7=-5(x-1) \Rightarrow 8x+4y=12 \Rightarrow 2x+y=3,故選\bbox[red,2pt]{(A)} $$

10. 設\(x,y,z\)為實數且滿足\(x-2y+2z=5\),則\((x+5)^2+(y-1)^2+(z+3)^2\)之最小值為:
(A) 6  (B) 9  (C)  18  (D)  32  (E)  36

:$$\left((x+5)^2+(y-1)^2+(z+3)^2\right)(1^2+(-2)^2+2^2) \ge ((x+5)-2(y-1)+2(z+3))^2\\  \Rightarrow \left((x+5)^2+(y-1)^2+(z+3)^2\right)\times 9 \ge ((x-2y+2z)+13)^2 =18^2\\  \Rightarrow \left((x+5)^2+(y-1)^2+(z+3)^2\right) \ge {18^2 \over 9}=36,故選\bbox[red,2pt]{(E)}$$

11. 設\(a\in \{-1,1,3,5\}\)且\(b\in \{0,-1,1\}\),試問矩陣\( \begin{bmatrix}a & a^2 \\b^2 & b \end{bmatrix} \)沒有乘法反方陣之機率為何?$$(A){1\over 6}\quad (B){1\over 4}\quad (C){1\over 3}\quad (D){5\over 12} \quad (E){1\over 2}$$


$$ \begin{bmatrix}a & a^2 \\b^2 & b \end{bmatrix} 沒有反矩陣 \Rightarrow \begin{vmatrix}a & a^2 \\b^2 & b \end{vmatrix}=0 \Rightarrow ab-a^2b^2=0 \Rightarrow ab(1-ab)=0 \Rightarrow ab=0,1\\ \begin{cases}a\in \{-1,1,3,5\}\\ b\in \{0,-1,1\} \\ab=0或1\end{cases}  \Rightarrow (a,b)=(-1,0),(1,0),(3,0),(5,0),(-1,-1),(1,1),共六組\\ \Rightarrow 機率為{6\over 4\times 3} ={1\over 2},故選\bbox[red,2pt]{(E)}$$

12. 已知 A  [  2,50°]與B  [  3,k°]  為極坐標上兩點,若O  為原點,則當k  為下列哪一個整數值時,△OAB  的面積最大?   
(A)  80  (B)  90  (C)  180  (D)  190  (E)  200。 


$$\begin{cases}A[2,50^\circ] \\B[3,k^\circ]\end{cases}  \Rightarrow \begin{cases}A(2 \cos 50^\circ, 2\sin 50^\circ) \\B(3\cos k^\circ, 3\sin k^\circ)\end{cases} \Rightarrow \begin{cases} \overrightarrow{OA}= (2 \cos 50^\circ, 2\sin 50^\circ) \\ \overrightarrow{OB} =(3\cos k^\circ, 3\sin k^\circ)\end{cases}\\  \Rightarrow \triangle OAB面積={1\over 2} \begin{vmatrix}2\cos 50^\circ & 2\sin 50^\circ \\ 3\cos k^\circ & 3\sin k^\circ \end{vmatrix}  =3|\sin k^\circ \cos 50^\circ- \sin 50^\circ \cos k^\circ|\\ =3|\sin(k^\circ-50^\circ)|\\(A)k=80 \Rightarrow \triangle OAB面積=3\sin 30^\circ\\(B)k=90 \Rightarrow \triangle OAB面積=3\sin 40^\circ\\(C)k=180 \Rightarrow \triangle OAB面積=3\sin 50^\circ\\(D)k=190 \Rightarrow \triangle OAB面積=3\sin 40^\circ\\(E)k=200 \Rightarrow \triangle OAB面積=3\sin 30^\circ \\,故選\bbox[red,2pt]{(C)}$$

二、多重選擇題
13. 設直線\(L_1:3x-4y-11=0, L_2:3x+4y+5=0\),動點\(P(x,y)\)到直線\(L_1\)與\(L_2\)的距離乘積為定值144/25,試問下列敍述哪些是正確的?
(A)  P 點所形成的圖形為一橢圓     (B)  P 點所形成的圖形為一拋物線    (C)  P 點所形成之圖形的中心為(1, -2)  (D) \(L_1\)與\(L_2\) 為 P 點所形成之圖形的漸近線    (E)  P 點所形成之圖形的正焦弦長為12/5。

:$$(A)\times: P至L_1與L_2的距離乘積為定值,其軌跡為雙曲線,且L_1與L_2為漸近線\\(B)\times: 理由同(A)\\(C)\bigcirc: 兩漸近線L_1、L_2的交點(1,-2)為中心\\(D)\bigcirc: 理由同(A)\\(E)\times:   \begin {cases}L_1: 3x-4y-11=0 \\L_2: 3x+4y+5=0\end{cases}  \Rightarrow  \begin {cases}L_1: 3(x-1)-4(y+2)=0 \\L_2: 3(x-1)+4(y+2)=0\end{cases}  \\ \Rightarrow 雙曲線方程式為 9(x-1)^2-16(y+2)^2=9\times 16 \Rightarrow {(x-1)^2 \over 4^2}-{(y+2)^2 \over 3^2}=1 \\ \Rightarrow \begin{cases}a =4\\b =3\end{cases}  \Rightarrow 正焦弦長{2b^2 \over a}={2\times 9\over 4}={9\over 2}\\,故選\bbox[red,2pt]{(CD)}$$

14.  在空間座標系中, A 點座標為( -1,1,3)  , B 點座標為(3, -1,1)  ,C 點座標為(1,3, -1)  , D 點座標為\((5, k,k )\) , \(\overrightarrow{AB}\) 在 \(\overrightarrow{AC}\) 的正射影為\(\overrightarrow{ AH}\) ,則下列敘述哪些是正確的?
(A) \(\overrightarrow{AB} \cdot\overrightarrow{AC}=12\)  (B)\(\triangle ABC\)面積為\(12\sqrt 3\)平方單位  (C) H點坐標為(0,2,1)  (D) 若\(\overrightarrow{AD}\)在\(\overrightarrow{AC}\)的正射影亦為\(\overrightarrow{AH}\),則\(k=7\)  (E) 若\(\overrightarrow{AE}=\overrightarrow{AB}+ \overrightarrow{AC}\),則\(\overrightarrow{AE}\)平分\(\angle BAC\)。       


$$ \begin{cases}A(-1,1,3) \\ B(3,-1,1) \\ C(1,3,-1) \\ D(5,k,k)\end{cases}  \Rightarrow \begin{cases} \overrightarrow{AB}=(4,-2,-2) \\ \overrightarrow{AC}=(2,2,-4) \\ \overrightarrow{AD}= (6,k-1,k-3)\end{cases} \\(A) \bigcirc :(4,-2,-2) \cdot (2,2,-4)=8-4+8=12\\(B)\times: {1\over 2} \sqrt{| \overrightarrow{AB}|^2| \overrightarrow{AC}|^2- (\overrightarrow{AB} \cdot \overrightarrow{AC})^2} ={1\over 2}\sqrt{ (16+4+4)(4+4+16)-12^2} =6\sqrt 3\\(C) \bigcirc :\overrightarrow{AH}={\overrightarrow{AB} \cdot \overrightarrow{AC} \over |\overrightarrow{AC}|}\times {\overrightarrow{AC} \over |\overrightarrow{AC}|}={12 \over 24}(2,2,-4)=(1,1,-2) \\ \qquad\Rightarrow H=(1-1,1+1,-2+3) =(0,2,1)\\(D)\times: \overrightarrow{AH}={\overrightarrow{AD} \cdot \overrightarrow{AC} \over |\overrightarrow{AC}|}\times {\overrightarrow{AC} \over |\overrightarrow{AC}|} \Rightarrow (1,1,-2)= { 12+2k-2-4k+12\over 24}(2,2,-4)\\ \qquad \Rightarrow -2k+22=12 \Rightarrow k=5\\(E) \bigcirc: 由於| \overrightarrow{AB}|=| \overrightarrow{AC}|,所以只要滿足\overrightarrow{AE} =\overrightarrow{AB} +\overrightarrow{AC},\overrightarrow{AE}必能平分\angle BAC\\,故選\bbox[red,2pt]{(ACE)}$$

15.  關於下列敘述,哪些正確? 
(A)若兩點 A(x ,3)  與B (2,7) 之距離為 5,則 x =5 或 -1      
(B)與 2 x- y =1 平行且過點(3,1)之直線為 2x-y=5  
(C)過(3,2) ,( -3,2) 之直線為 y=2      
(D)直線 x=5 之斜率為 0     
(E)直線3x+2y=4  與直線3 x-2y=4 垂直


$$(A)\bigcirc: \overline{AB}= \sqrt{(x-2)^2+(3-7)^2}=5 \Rightarrow (x-2)^2+16=25 \Rightarrow (x-2)^2=9 \Rightarrow x-2=\pm 3\\ \qquad x=5,-1\\(B) \bigcirc :與2x-y=1平行之直線為2x-y=k, 又過(3,1) \Rightarrow 6-1=k \Rightarrow k=5 \Rightarrow 2x-y=5\\(C) \bigcirc :y=2經過(3,2)及(-3,2)\\(D)\times: 垂直線的斜率為\infty\\(E)\times: 3x+2y=4的斜率為-{3\over 2}, 3x-2y=4的斜率為{3\over 2},兩斜率相乘不為-1\\,故選\bbox[red,2pt]{(ABC)}$$


:$$(A)\bigcirc: x^2+y^2-10x+9=0 \Rightarrow (x-5)^2+y^2=4^2 \Rightarrow 圓心坐標(5,0)\\(B)\times: 圓心(5,0)至L_2距離為\left|{ 15+15\over \sqrt{3^2+4^2}} \right|={30\over 5}=6\ne 4 \Rightarrow 不相切\\ (C)\bigcirc: \Gamma上的點P(4\cos \theta+5,4\sin \theta)至L_1距離為\left|{ 3(4\cos \theta+5)+ 4(4\sin \theta)-15\over \sqrt{3^2+4^2}} \right|\\ \qquad= \left|{ 12\cos \theta+ 16\sin \theta\over 5} \right|  =\left| { 20({12\over 20}\cos \theta+ {16\over 20} \sin \theta)\over 5}\right| =|4\sin(\alpha+\theta)|\le 4 \Rightarrow 最遠的距離為4\\(D) \times: \Gamma': x^2+y^2-6y+5=0 \Rightarrow x^2+(y-3)^2=2^2 \Rightarrow \Gamma與\Gamma' 兩圓心距離為\sqrt{5^2+3^2}\\\qquad=\sqrt{34} <6 (兩圓半徑之和) \Rightarrow 相交兩點\\(E) \bigcirc:公切線長為\sqrt{34-2^2}=\sqrt{30}\\,故選\bbox[red,2pt]{(ACE)}$$




:$$\overrightarrow{AD}分別與\overrightarrow{AB}與\overrightarrow{AC}垂直 \Rightarrow  \begin {cases} \overrightarrow{AD}\cdot \overrightarrow{AB}=0 \\\overrightarrow{AD} \cdot \overrightarrow{AC} =0 \end{cases} \\(A)\times: \overrightarrow{DB} \cdot \overrightarrow{DC} =(\overrightarrow{AB}-\overrightarrow{AD}) \cdot (\overrightarrow{AC} -\overrightarrow{AD}) = \overrightarrow{AB} \cdot \overrightarrow{AC}- \overrightarrow{AB} \cdot \overrightarrow{AD}- \overrightarrow{AD}\cdot \overrightarrow{AC}+ |\overrightarrow{AD}|^2\\ \qquad =\overrightarrow{AB} \cdot \overrightarrow{AC} +|\overrightarrow{AD}|^2 \\(B)\times: \angle BAC是直角 \Rightarrow \overrightarrow{AB} \cdot \overrightarrow{AC}=0 \Rightarrow \overrightarrow{DB} \cdot \overrightarrow{DC} = \overrightarrow{AB} \cdot \overrightarrow{AC} +|\overrightarrow{AD}|^2 =|\overrightarrow{AD}|^2\ne 0\\  \Rightarrow \qquad \angle BDC 不是直角 \\(C) \bigcirc: \angle BAC 是銳角 \Rightarrow  \overrightarrow{AB} \cdot \overrightarrow{AC}>0\Rightarrow \overrightarrow{DB} \cdot \overrightarrow{DC} = \overrightarrow{AB} \cdot \overrightarrow{AC} +|\overrightarrow{AD}|^2 >0 \\ \qquad  \Rightarrow \angle BDC 為銳角\\(D) \times:  \angle BAC 是鈍角 \Rightarrow  \overrightarrow{AB} \cdot \overrightarrow{AC}<0\Rightarrow \overrightarrow{DB} \cdot \overrightarrow{DC} = \overrightarrow{AB} \cdot \overrightarrow{AC} +|\overrightarrow{AD}|^2無法判定正負\\ (E) \bigcirc: \begin{cases} \overline{DA} >\overline{AB} \\ \overline{DA}>\overline{AC} \end{cases}  \Rightarrow |\overline{DA}|^2  > \overline{AB}\times \overline{AC} \\ \qquad \overrightarrow{DB} \cdot \overrightarrow{DC} = \overrightarrow{AB} \cdot \overrightarrow{AC} +|\overrightarrow{AD}|^2 = |\overrightarrow{AB}|| \overrightarrow{AC}|\cos \angle BAC +|\overrightarrow{AD}|^2 \ge |\overrightarrow{AD}|^2-|\overrightarrow{AB}|| \overrightarrow{AC}|\\ \qquad >0 \Rightarrow \angle BDC 是銳角\\ ,故選\bbox[red,2pt]{(CE)}$$



$$(A)\times: 雙曲線也可能為{x^2 \over r^2} -{y^2 \over r^2}=-1\\(B) \bigcirc: a=b \Rightarrow 貫軸長=共軛軸長\\(C) \times: 雙曲線若為{x^2 \over r^2} -{y^2 \over r^2}=1 \Rightarrow a=1001 \Rightarrow 1001^2= r^2+b^2 \Rightarrow 若r很大,則b很小,|a-b| \nless 1\\(D)\bigcirc: 雙曲線在第一象限為遞增函數,因此a<a',則b<b'\\(E)\bigcirc: 無論雙曲線為左右形或上下形皆對稱 X軸與Y軸\\,故選\bbox[red,2pt]{(BDE)} $$

19. 設\(a, b\in R\),下列有關\(x,y\)的二元一次聯立方程組\(\begin{cases} -2x+(a+2)y=-2 \\ 6x+(a-2)y = b-2\end{cases}\)的敘述何者正確?
(A)若此方程組有解,則必定恰有一解  (B)若此方程組有解,則b=8  
(C)若此方程組有解,則\(a\ne -1\)  (D)若此方程組無解,則\(a=-1\) 
(E)若此方程組無解,則\(b\ne -8\)

:$$\begin{cases} -2x+(a+2)y=-2 \\ 6x+(a-2)y = b-2\end{cases} \Rightarrow  \begin{cases}無解 \Rightarrow {-2\over 6}={a+2 \over a-2}\ne {-2\over b-2} \Rightarrow a=-1,b\ne 8\\ 有解 \Rightarrow   \begin{cases}恰有一解 \Rightarrow {-2\over 6}\ne {a+2 \over a-2}\Rightarrow a\ne -1 \\ 無限多解 \Rightarrow {-2\over 6}={a+2 \over a-2}= {-2\over b-2} \Rightarrow a=-1,b=8\end{cases} \end{cases}  \\,故選\bbox[red,2pt]{(CE)}$$

20.  設 A,B  皆為 n  階方陣,則下列各敘述哪些正確?   
(A)若 A=O,則 AB=BA=O       
(B)若 AB=O,則 BA=O          
(C)若 AB=O,則 A=O  或 B=O  
(D)若 A≠O  且 B≠O,則 AB≠O    
(E)若 A-B=O,則 \(A^2-AB=0\)。

:$$(B)\times:  \begin{cases}A =  \begin{bmatrix}1 & 1 \\0 & 0 \end{bmatrix} \\ B= \begin{bmatrix}0 & 0 \\1 & 1 \end{bmatrix} \end{cases}  \Rightarrow \begin{cases}AB =  \begin{bmatrix}0 & 0 \\0 & 0 \end{bmatrix}=0 \\ BA= \begin{bmatrix}0 & 0 \\1 & 1 \end{bmatrix}\ne 0 \end{cases}  \\(C)\times:反例同(B)\\(D)\times: 反例同(B)\\,故選\bbox[red, 2pt]{(AE)}$$


解題僅供參考

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