國立臺南家齊高級中學 111 學年度第一次教師甄選
一、 填充題(每題 4 分,共 60 分)
解答:C:{Γ:x2+(y−1)2+(z−5)2=13E:x+2y+2z=3⇒Γ為一圓球,球心O(0,1,5),球半徑R=√13通過球心O且方向向量為E的法向量(1,2,2)的直線L:x1=y−12=z−52;若Q∈L⇒Q(t,2t+1,2t+5),t∈R;Q在E上⇒t+2(2t+1)+2(2t+5)=3⇒9t+9=0⇒t=−1⇒Q(−1,−1,3)即為截圓圓心;又d(O,E)=2+10−33=3⇒截圓半徑r=√R2−32=2d(P,E)=4+6+2−33=3過P且方向向量為E的法向量(1,2,2)的直線L′:x−41=y−32=z−12;若R∈L′⇒R(t+4,2t+3,2t+1),t∈R;又R在E上⇒(t+4)+2(2t+3)+2(2t+1)=3⇒9t+9=0⇒t=−1⇒R′(3,1,−1)⇒¯RQ=√16+4+16=6⇒最遠距離¯PA(見上圖)=√(¯RQ+r)2+(d(P,E))2=√82+32=√73
解答:
解答:
正弦定理:{△ABP⇒¯APsin(60∘−θ)=¯BPsin30∘△APC⇒¯ACsin(90∘−θ)=¯APsinθ⇒{¯APsin(60∘−θ)=a1/2acosθ=¯APsinθ⇒{¯APa=2sin(60∘−θ)¯APa=sinθcosθ⇒2sin(60∘−θ)=√3cosθ−sinθ=sinθcosθ⇒sinθ=√3cos2θcosθ+1⇒(√3cos2θcosθ+1)2+cos2θ=1⇒4cos4θ+2cos3θ−2cosθ−1=0⇒(2cos3θ−1)(2cosθ+1)=0⇒cosθ=3√12⇒¯PC=acosθ=a3√2
解答:
解答:
本題相當於求圖形y=1−x4與x軸所圍面積在區間[a,b]內的最大值由於圖形對稱y軸,因此最大面積=∫1/2−1/21−x4dx=[x−15x5]|1/2−1/2=2(12−1160)=1−180=7980
{¯AB=8¯AD=4⇒¯BD=√82+42=4√5⇒¯MB=4√5÷2=2√5;△EMB∼△BCD(AAA)⇒¯EM¯MB=¯BC¯CD⇒¯EM2√5=48⇒¯EM=√5⇒¯BE=5在延長↔MF線上找一點G,符合¯FG⊥¯GC,如上圖;假設{¯FG=a¯CG=b⇒{a2+b2=32(a+√5)2+b2=(2√5)2⇒{a=3√5/5b=6√5/5⇒{M(0,0,0)B(2√5,0,0)D(0,0,2√5)F(0,−√5,0)C(b,−(a+√5),0)=(6√5/5,−8√5/5,0)⇒{→FC=(6√5/5,−3√5/5,0)→FD=(0,√5,2√5)⇒cos∠CFD=→FC⋅→FD/|→FC||→FD|=−33⋅5=−15
解答:|x−sinθcosθ−cosθx−sinθ|=0⇒(x−sinθ)2+cosθ=0⇒x2−2sinθx+1=0⇒x=sinθ±√−cos2θ=sinθ±icosθ=cos(π2−θ)±isin(π2−θ)令{α=cos(π2−θ)+isin(π2−θ)β=cos(π2−θ)−isin(π2−θ)⇒{αn=cos(nπ2−nθ)+isin(nπ2−nθ)βn=cos(nπ2−nθ)−isin(nπ2−nθ)⇒αn+βn=2cos(nπ2−nθ)=2cos(nθ−nπ2)
解答:x=2+i⇒x2−4x+5=0⇒g(x)=x2−4x+5是f(x)的因式⇒f(x)=g(x)(x2+2kx+k+2)+(−6k+p+8)x+(q−5k−10)⇒{−6k+p+8=0q−5k−10=0⇒{p=6k−8q=5k+10⇒pq=30(k+13)2−2503⋯(1)x2+2kx+k+2=0有另二實根⇒4k2−4(k+2)≥0⇒k2−k−2≥0⇒(k−2)(k+1)≥0⇒{k≥2k≤−1,要使(1)有最小值,故取k=−1代回(1)⇒pq=30⋅(−23)2−2503=−70
解答:
解答:x=2+i⇒x2−4x+5=0⇒g(x)=x2−4x+5是f(x)的因式⇒f(x)=g(x)(x2+2kx+k+2)+(−6k+p+8)x+(q−5k−10)⇒{−6k+p+8=0q−5k−10=0⇒{p=6k−8q=5k+10⇒pq=30(k+13)2−2503⋯(1)x2+2kx+k+2=0有另二實根⇒4k2−4(k+2)≥0⇒k2−k−2≥0⇒(k−2)(k+1)≥0⇒{k≥2k≤−1,要使(1)有最小值,故取k=−1代回(1)⇒pq=30⋅(−23)2−2503=−70
解答:
在¯AC上找一點P,滿足∠PBC=∠C=θ,並令¯PB=¯PC=a,則¯AP=6−a因此cos(B−C)=cos∠ABP=42+a2−(6−a)22⋅a⋅4=23⇒a=3;令¯BC=b⇒{cos∠PBC=cosθ=a2+b2−a22ab=b26bcosACB=cosθ=b2+62−4212b=20+b212b⇒b26b=20+b212b⇒b2=20⇒b=2√5
解答:{Q(cosθ,sinθ)A(−2,0)⇒P=[cos90∘−sin90∘sin90∘cos90∘][−2−cosθ0−sinθ]+[cosθsinθ]=[sinθ+cosθ−2−cosθ+sinθ]⇒{x=sinθ+cosθy=−2−cosθ+sinθ⇒{sinθ=(x+y+2)/2cosθ=(x−y−2)/2⇒sin2θ+cos2θ=14((x+y+2)2+(x−y−2)2)=1⇒x2+(y+2)2=2
解答:
解答:
x24−y25=1⇒{a=2b=√5⇒c=3⇒兩焦點{F1(−3,0)F2(3,0)⇒{{→F1F2=(6,0)⇒→u1=→F1F2/|→F1F2|=(1,0)→F1A=(−1,√15)⇒→u2=→F1A/|→F1A|=−1/4,√15/4{→F2F1=(−6,0)⇒→v1=→F2F1/|→F2F1|=(−1,0)→F2A=(−7,√15)⇒→v2=→F2A/|→F2A|=(−7/8,√15/8)⇒{→n1=→u1+→u2=(3/4,√15/4)⇒∠AF1F2角平分線L1:√15x+3√15=3y→n2=→v1+→v2=(−15/8,√15/8)⇒∠AF2F1角平分線L2:√15x−3√15=15y⇒內切圓圓心C=L1∩L2=(−2,√15/3)⇒x軸切點坐標(−2,0)註:題目的△PF1F2應該是△AF1F2
解答:
y=−x2−3x+6⇒x2+3x−6+y=0⇒x=−3±√33−4y2⇒R1旋轉體積=π∫33/46(−3−√33−4y2−2)2−(−3+√33−4y2−2)2dy=π∫33/46(−7−√33−4y2)2−(−7+√33−4y2)2dy=7π∫33/46√33−4ydy=74π∫90√udu=632πR2旋轉體積=π∫62(3−y−2)2−(−3+√33−4y2−2)2dy=π∫62(1−y)2−(−7+√33−4y2)2dy=652π因此欲求之旋轉體積=632π+652π=64π
y=−x2−3x+6⇒x2+3x−6+y=0⇒x=−3±√33−4y2⇒R1旋轉體積=π∫33/46(−3−√33−4y2−2)2−(−3+√33−4y2−2)2dy=π∫33/46(−7−√33−4y2)2−(−7+√33−4y2)2dy=7π∫33/46√33−4ydy=74π∫90√udu=632πR2旋轉體積=π∫62(3−y−2)2−(−3+√33−4y2−2)2dy=π∫62(1−y)2−(−7+√33−4y2)2dy=652π因此欲求之旋轉體積=632π+652π=64π
解答:假設2b+ca=2c+ab=2a+bc=k⇒{2b+c=ak2c+a=bk2a+b=ck,三式相加可得:3(a+b+c)=k(a+b+c)若a+b+c=0⇒(a+b)(b+c)(c+a)abc=(−c)(−a)(−b)abc=−1;若k=3⇒{2b+c=3a2c+a=3b2a+b=3c⇒{3a−2b−c=0a−3b+2c=02a+b−3c=0⇒a=b=c=1為其中一解⇒(a+b)(b+c)(c+a)abc=2⋅2⋅21⋅1⋅1=8⇒(a+b)(b+c)(c+a)abc=−1或8
解答:
考慮不能連成一直線的情形,也就是四個角一定要有奇數;解答:
情況(A)恰有一個角是奇數,只有四種情形;
情況(B)恰有三個角是奇數,只有四種情形;
情況(C)側邊兩個角是奇數,有3X4=12種情形;
情況(D)對角兩個角是奇數,有4X2=8種情形;
以上共有28種情形是無法連成一直線的,因此機率=(C95−28)/C95=79
一個長方形P1P4P5P8+兩個梯形P1P2P3P4=4×(4+2×3√2)+(4+4+2×3√2)×3√2=16+12√2+12√2+9=25+24√2
Ak=2k−199+2k−2992=4k−3198⇒an=n∑k=1Ak=n∑k=14k−3198=4198n∑k=1k−3198n∑k=11=n(n+1)99−n66=n299−n198令S=50∑k=1ak⇒{x=(S−a50)(S−a1)=S2−(a1+a50)S+a1a50y=S(S−a1−a50)=S2−(a1+a50)S⇒x−y=a1a50=(199−1198)(50299−50198)=25198
解答:Bn在直線y=x−2上⇒Bn(xn,yn)=(n+1,n−1),n∈N因此1√x1+√y1=1√n+1+√n−1=12(√n+1−√n−1)⇒limn→∞1√n(1√x1+√y1+⋯+1√xn+√yn)=limn→∞12√n((√2−√0)+(√3−√1)+(√4−√2)+⋯+√n+1−√(n−1))=limn→∞12√n(√n+1+√n−1)=1
二、 計算題 (每題 8 分,共 40 分,請寫出詳細計算過程)
解答:(1){L:2x−y=0M:2x+3y=6⇒A∈L∩M⇒A(3/4,3/2)⇒[7bcd][3/43/2]=[3/43/2]⇒{b=−3c+2d=2⋯(1)在M上任找一點(0,2)⇒[7−3cd][02]=[−62d]⇒(−6,2d)也在M上⇒−12+6d=6⇒d=3將d=3代入(1)⇒c+6=2⇒c=−4⇒P=[7−3−43](2)L、M與x軸所圍三角形的頂點{A(3/4,3/2)B(3,0)O(0,0)⇒△ABO=12⋅3⋅32=94;又det(P)=21−12=9⇒變換後三角形面積=94⋅9=814
解答:
解答:
f(x)=√x4−9x2−6x+34−√x4−3x2+4=√(x4−10x2+25)+(x2−6x+9)−√(x4−4x2+4)+x2=√(x2−5)2+(x−3)2−√(x2−2)2+(x−0)2=¯PA−¯PB,其中{P∈Γ:x=y2A(5,3)B(2,0)當P、A、B成一直線時,f(x)有最大值,即M=¯AB=√(5−2)2+32=3√2此時P=↔AB∩Γ,而↔AB:y=x−2代入Γ⇒x=(x−2)2⇒(x−4)(x−1)=0取近B點,即x=1⇒y=±1⇒P(1,−1)=(t2,t)⇒t=−1⇒(t,M)=(−1,3√2)
解答:asinA=bsinB=csinC=2R⇒{sinA=a/2RsinB=b/2RsinC=c/2R⇒sinAsinBsinC+sinBsinCsinA+sinCsinAsinB=a/2Rbc/4R2+b/2Rac/4R2+c/2Rab/4R2=2R(abc+bac+cab)=2Rabc(a2+b2+c2)=12△(a2+b2+c2)(∵R=abc4△)≥12△⋅4√3△=2√3(外森比克(Weitzenböck′s)不等式:a2+b2+c2≥4√3△)
解答:y=f(x)=x2+ax+4通過(0,4)且凹向上,因此只需考慮f(0)至f(1)遞減的情形,也就是f(1)≥0⇒a+5≥0⇒a≥−5
解答:顯然(0,0,0)為其中一組解;\\假設有不為0的解(x,y,z),且三數互質,滿足7x^2+6y^2=5z^2 \Rightarrow 7x^2+6y^2 = 0 \mod 5 \\\Rightarrow 2x^2+y^2 = 0 \mod 5 \Rightarrow \cases{x^2 = 0 \mod 5\\ y^2 =0 \mod 5}\Rightarrow \cases{x = 0 \mod 5\\ y =0 \mod 5} \\\Rightarrow x,y,z皆為5的倍數,不互質,與假設矛盾,故只有一解(0,0,0);\\ 若三數有公因數k \Rightarrow \cases{x=ka \\ y=kb\\ z=kc} \Rightarrow 7\cdot k^2a^2 +6\cdot k^2b^2 = 5\cdot k^2c^2 \Rightarrow 7a^2+6b^2=5c^2,證明同上;\\ 故只有一解\bbox[red,2pt]{(0,0,0)}
解答:asinA=bsinB=csinC=2R⇒{sinA=a/2RsinB=b/2RsinC=c/2R⇒sinAsinBsinC+sinBsinCsinA+sinCsinAsinB=a/2Rbc/4R2+b/2Rac/4R2+c/2Rab/4R2=2R(abc+bac+cab)=2Rabc(a2+b2+c2)=12△(a2+b2+c2)(∵R=abc4△)≥12△⋅4√3△=2√3(外森比克(Weitzenböck′s)不等式:a2+b2+c2≥4√3△)
解答:y=f(x)=x2+ax+4通過(0,4)且凹向上,因此只需考慮f(0)至f(1)遞減的情形,也就是f(1)≥0⇒a+5≥0⇒a≥−5
解答:顯然(0,0,0)為其中一組解;\\假設有不為0的解(x,y,z),且三數互質,滿足7x^2+6y^2=5z^2 \Rightarrow 7x^2+6y^2 = 0 \mod 5 \\\Rightarrow 2x^2+y^2 = 0 \mod 5 \Rightarrow \cases{x^2 = 0 \mod 5\\ y^2 =0 \mod 5}\Rightarrow \cases{x = 0 \mod 5\\ y =0 \mod 5} \\\Rightarrow x,y,z皆為5的倍數,不互質,與假設矛盾,故只有一解(0,0,0);\\ 若三數有公因數k \Rightarrow \cases{x=ka \\ y=kb\\ z=kc} \Rightarrow 7\cdot k^2a^2 +6\cdot k^2b^2 = 5\cdot k^2c^2 \Rightarrow 7a^2+6b^2=5c^2,證明同上;\\ 故只有一解\bbox[red,2pt]{(0,0,0)}
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