臺中第一高級中等學校111學年度第1次教師甄選
一、填充題(甲)(每題 4 分,共 24 分。 )
解答:當[x]=1或2或3時,[x]⋅{x}≱3;考慮[x]=4時,[x]⋅{x}=4⋅{x}=3⇒{x}=34符合條件;因此x=434=194為符合條件之最小正數
解答:
作{¯MN∥¯AB¯ST∥¯BC¯UV∥¯AC,見上圖;則△PUM、△PSV、及△PTN皆為正△,且1,2,3分別為正△的高;因此{¯PU=¯PM=¯UM=2/√3¯PV=¯PS=¯VS=4/√3¯PN=¯PT=¯NT=6/√3⇒{¯PA2=22+(6/√3+2/√3)2=76/3¯PB2=12+(4/√3+1/√3)2=28/3¯PC2=32+(2/√3+3/√3)2=52/3⇒¯PA2:¯PB2:¯PC2=19:7:13

解答:an+3SnSn−1=Sn−Sn−1+3SnSn−1=0⇒1Sn−1−1Sn+3=0⇒bn=bn−1+3,bn=1Sn⇒b2022=b2021+3=b2020+2⋅3=⋯=b1+2021⋅3=4+2021⋅3=6067
解答:依題意{A(0,16)B(5,0)C(0,0)D(x,y),並取E(0,1),則滿足14¯AD=¯DE,即116(x2+(y−16)2)=x2+(y−1)2⇒x2+y2=16,也就是D的軌跡剛好就是圓Γ;因此14¯AD+¯BD=¯DE+¯BD≥¯BE=√26⇒最小值為√26
解答:{f(x+3)≤f(x)+3f(x)+2≤f(x+2)⇒f(x+3)−3≤f(x)≤f(x+2)−2⇒f(x+3)≤f(x+2)+1⇒f(2)≤f(1)+1=4⇒f(3)≤f(2)+1=5⋯(1)又f(x)≤f(x+2)−2⇒f(1)≤f(3)−2⇒5≤f(3)⋯(2)由(1)及(2)可得f(3)=5;同理{f(2)≤f(1)+1f(3)≤f(2)+1⇒4≤f(2)≤4⇒f(2)=4因此f(n)=n+2⇒f(2022)=2024
解答:
解答:依題意{A(0,16)B(5,0)C(0,0)D(x,y),並取E(0,1),則滿足14¯AD=¯DE,即116(x2+(y−16)2)=x2+(y−1)2⇒x2+y2=16,也就是D的軌跡剛好就是圓Γ;因此14¯AD+¯BD=¯DE+¯BD≥¯BE=√26⇒最小值為√26
解答:{f(x+3)≤f(x)+3f(x)+2≤f(x+2)⇒f(x+3)−3≤f(x)≤f(x+2)−2⇒f(x+3)≤f(x+2)+1⇒f(2)≤f(1)+1=4⇒f(3)≤f(2)+1=5⋯(1)又f(x)≤f(x+2)−2⇒f(1)≤f(3)−2⇒5≤f(3)⋯(2)由(1)及(2)可得f(3)=5;同理{f(2)≤f(1)+1f(3)≤f(2)+1⇒4≤f(2)≤4⇒f(2)=4因此f(n)=n+2⇒f(2022)=2024
解答:令{u=lnxdv=x2dx⇒{du=1xdxv=13x3⇒∫x2lnxdx=13x3lnx−13∫x2dx=13x3lnx−19x3+C,其中C為常數
二、填充題(乙)(每題 6 分,共 54 分。 )
解答:在複數平面上,Ai為z111=1的根,i=1−111⇒z111−1=(z−A1)(z−A2)⋯(z−A111)⇒|z111−1|=|cos111θ+isin111θ−1|=¯PA1ׯPA2×⋯ׯPA111而|cos111θ+isin111θ−1|≤2,因此最大值為2,此時θ=π111解答:
不失一般性,假設{D(0,0)B(−5,0)C(5,0)∠ACB=θ⇒¯BN=45ׯBC=8⇒¯CN=6⇒{sinθ=4/5cosθ=3/5⇒N=(¯CD−¯CNcosθ,¯CNsinθ)=(7/5,24/5)又△ABC∼△BNC(AAA)⇒¯AB¯BC=¯BN¯CN⇒¯AB=10×8÷6=40/3⇒A(−5,403)⇒{L1=↔AD:8x+3y=0L2=↔BN:4y=3x+15⇒M=L1∩L2=(−4541,12041)⇒¯BM=20041⇒¯MN=8−¯BM=12841⇒¯BM¯MN=200128=2516
解答:k⋅2k(k+1)(k+2)=ak+1+bk+2⇒a(k+2)+b(k+1)=(a+b)k+2a+b=k⋅2k⇒{a+b=2k2a+b=0⇒{a=−2kb=2⋅2k=2k+1⇒k⋅2k(k+1)(k+2)=2k+1k+2−2kk+1⇒An=n∑k=1(2k+1k+2−2kk+1)=(223−1)+(234−223)+⋯+(2n+1n+2−2nn+1)=2n+1n+2−1;又Bn=n∑k=12k=2n+1−2,因此|(n+2)An−Bn|=|2n+1−(n+2)−2n+1+2|=|−n|>2022⇒n=2023
解答:(an+1)2+(an)2+1=2(an+1⋅an+an+1+an)⇒(an+1)2+(an)2+1−2an+1⋅an+2an−2an+1=4an⇒(an+1−an−1)2=4an⇒an+1−an−1=2√an⇒an+1=an+2√an+1=(√an+1)2⇒√an+1=√an+1⇒√an=√an−1+1=√an−2+2=√a1+(n−1)=n⇒an=n2⇒Sn=n∑k=1ak=n∑k=1k2=16n(n+1)(2n+1)⇒limn→∞Snnan=limn→∞n(n+1)(2n+1)6n3=13
解答:由{x>0x,y,z∈R可假設{x=tanAy=tanBz=tanC,其中{0<A<π/2−π/2<B,C<π/2因此{5(x+1x)=12(y+1y)=13(z+1z)xy+yz+zx=1⇒{5⋅2sin2A=12⋅2sin2B=13⋅2sin2CtanAtanB+tanBtanC+tanCtanA=1⇒{5sin2A=12sin2B=13sin2CA+B+C=90∘(或±180∘)⇒{tan2A=5/12tan2B=12/5tan2C=∞⇒{tanA=1/5tanB=2/3tanC=1⇒(x,y,z)=(15,23,1)
解答:((4√6)2−(2√6)2)⋅√34⋅4=72√3這裡有圖及詳解
解答:令{a+2b+c=xa+b+2c=ya+b+3c=z⇒{a=−x+5y−3zb=x−2y+zc=−y+z⇒{a+3c=−x+2y4b=4x−8y+4z8c=−8y+8z⇒a+3ca+2b+c+4ba+b+2c−8ca+b+3c+17=−x+2yx+4x−8y+4zy−−8y+8zz+17=−1+2yx−8+4(x+z)y−8+8yz+17=(2yx+4xy)+(4zy+8yz)≥2√2yx⋅4xy+2√4zy⋅8yz=4√2+8√2=12√2⇒最小值為12√2
解答:
解答:(an+1)2+(an)2+1=2(an+1⋅an+an+1+an)⇒(an+1)2+(an)2+1−2an+1⋅an+2an−2an+1=4an⇒(an+1−an−1)2=4an⇒an+1−an−1=2√an⇒an+1=an+2√an+1=(√an+1)2⇒√an+1=√an+1⇒√an=√an−1+1=√an−2+2=√a1+(n−1)=n⇒an=n2⇒Sn=n∑k=1ak=n∑k=1k2=16n(n+1)(2n+1)⇒limn→∞Snnan=limn→∞n(n+1)(2n+1)6n3=13
解答:由{x>0x,y,z∈R可假設{x=tanAy=tanBz=tanC,其中{0<A<π/2−π/2<B,C<π/2因此{5(x+1x)=12(y+1y)=13(z+1z)xy+yz+zx=1⇒{5⋅2sin2A=12⋅2sin2B=13⋅2sin2CtanAtanB+tanBtanC+tanCtanA=1⇒{5sin2A=12sin2B=13sin2CA+B+C=90∘(或±180∘)⇒{tan2A=5/12tan2B=12/5tan2C=∞⇒{tanA=1/5tanB=2/3tanC=1⇒(x,y,z)=(15,23,1)
解答:((4√6)2−(2√6)2)⋅√34⋅4=72√3這裡有圖及詳解
解答:令{a+2b+c=xa+b+2c=ya+b+3c=z⇒{a=−x+5y−3zb=x−2y+zc=−y+z⇒{a+3c=−x+2y4b=4x−8y+4z8c=−8y+8z⇒a+3ca+2b+c+4ba+b+2c−8ca+b+3c+17=−x+2yx+4x−8y+4zy−−8y+8zz+17=−1+2yx−8+4(x+z)y−8+8yz+17=(2yx+4xy)+(4zy+8yz)≥2√2yx⋅4xy+2√4zy⋅8yz=4√2+8√2=12√2⇒最小值為12√2
解答:
{直角△OAB=√3/2扇形OBC=π/6⇒4×√32+2×π6=2√3+π3
解答:看英文比較容易懂,說明在此,該題不含1,所以n=15,本題含1,故n=16第i個質數ai及其平方數:i123456789101112131415ai23571113171923293137414347a2i4925491211692893615298419611369168118492209從上表中,我們可以找到15個數:1,a21,a22,…,a214,滿足兩兩互質且小於等於2022;若再加上a215,就有16個數滿足兩兩互質,但a215>2022,因此符合題意的n值可能是16;現在要來證明n=16,也就是任取16個兩兩互質的數,其中至少有一個質數。若此16個數依序為1,x1,x2,…,x15≤2022,滿足兩兩互質且都不是質數,因為x1∼x15都不是質數,因此每一個xi=pi×ki,其中pi是質數,ki≥2;將15個不同的質數依序排列p1<p2<⋯<p15,則p15≥47,最大的x15≥472>2022,矛盾
三、 計算與證明題 (請先標示題號,再詳列計算/證明過程,未有過程僅有答案者不給分。 共 22 分。 )
解答:
(1){A(0,0,0)B(2,0,0)P(0,0,2)C(a,b,0)⇒{F=(P+B)÷2=(1,0,1)→CA=(−a,−b,0)→CB=(2−a,−b,0)↔PC:xa=yb=z−2−2⇒{→CA⋅→CB=0⇒a2+b2=2aE=(at,bt,−2t+2,t∈R⇒→EA=(−at,−bt,2t−2)⇒→EA⋅→PC=−t(a2+b2)−4t+4=0⇒−t(2a)=4t−4⇒a=−2+2t=−2+2m(取m=1/t)⇒b2=2a−a2=−4(m2−3m+2)⇒b=2√−m2+3m−2(1<m<2)⇒E=(−2t+2,2√−1+3t−2t2,−2t+2)⇒{→AE=(−2t+2,2√−1+3t−2t2,−2t+2)→AF=(1,0,1)⇒f(t)=|→AE|2|→AF|2−(→AE⋅→AF)2=−16t2+24t−8⇒t=2432=34有極大值f(3/4)=1⇒△AEF面積=12f(2/4)=12(2)t=3/4⇒E=(12,1√2,12)⇒{→FP=(−1,0,1)→FE=(−1/2,√2/2,−1/2)⇒→FP⋅→FE=0⇒∠PFE=90∘⇒tanθ=¯FE/¯FP=1√2=√22
(1)假設{Γ:y2=6xL=↔AB:y=mx+b,將L代入Γ可得(mx+b)2=6x⇒m2x2+(2mb−6)x+b2=0⇒x1+x2=6−2mbm2=4⇒b=4m2−6−2m=3m−2m⇒L:y=mx+3m−2m⇒¯AB中點M(2,3m)⇒¯AB中垂線L′,其斜率為(−1m)且通過點D⇒L′:y=−1m(x−2)+3m⇒L′與x軸交於C(5,0)(2)由於Γ對稱x軸且0≤x1,x2,因此取2個端點,當{A=(0,0)⇒B=(4,±2√6)⇒M=(2,±√6)A=B=(2,±2√3)⇒M=(2,±2√3)⇒−2√3<y0<2√3(因為A、B相異,沒有等號)(3)
L:y=mx+b,由(1)知:b=3m−2m⇒x=y−bm代回Γ⇒my2−6y+6b=0⇒{兩根之和:y1+y2=6/m兩根之積:y1y2=6b/m⇒(y1−y2)2=(y1+y2)2−4y1y2=36/m2−24b/m=48m2−36m2⇒y1−y2=√48m2−36m2令D=L∩x軸=(−bm,0)⇒¯CD=5+bm=3+3m2因此△ABC=12¯CD×|y1−y1|=12(3+3m2)√48m2−36m2=3(1+1m2)√12−9m2令a=√12−9m2,則△ABC=g(a)=7a−13a3⇒g′(a)=0⇒a2=7⇒g(√7)=7√7−73√7=143√7為面積最大值
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