教育部受託辦理111學年度公立高級中等學校教師甄選
第一部分:選擇題(共40分)
一、單選題(每題3分,共24分)
解答:y=px3−3px2+(3p+q)x−p−q+6⇒y′=3px2−6px+(3p+q)⇒y″=6px−6p若y″=0⇒6px−6p=0⇒x=1⇒對稱中心坐標(1,y(1))=(1,6),故選(C)
解答:
令{A(4,3)B(b,0)C(a,a),則{B在x軸上C在直線y=x上而√(4−b)2+32+√(a−b)2+a2+√(4−a)2+(3−a)2=¯AB+¯BC+¯CA因此取{A對稱y=x的對稱點A′(3,4)A對稱x軸的對稱點A″(4,−3),則¯A′A″與x軸的交點即為B、與y=x的交點即為C⇒¯AB+¯BC+¯CA=¯A′A″=√1+72=5√2為最小值,故選(B)
令{¯CD=a∠BCD=α⇒{tanα=¯BD/¯CD=1/2atan(θ+α)=2.5/a=5/2atan(θ+α)=tanθ+tanα1−tanθtanα⇒52a=tanθ+1/2a1−tanθ/2a⇒(2a+52a)tanθ=4⇒tanθ=f(a)=8a4a2+5⇒f′(a)=84a2+5−64a2(4a2+5)2=40−32a2(4a2+5)2=0⇒a=√52,故選(B)
解答:
由上圖可知:截平面為五邊形,故選(B)
解答:令{f(x)=10−xg(x)=10xh(x)=logx,則{f(x)=g(x)⇒x=αf(x)=h(x)⇒x=βg(x)=h−1(x)⇒{y=f(x)與y=g(x)的交點為(α,10α)⇒f(α)=g(α)⇒10α=10−α⋯(1)y=f(x)與y=h(x)的交點為(β,logβ)⇒(logβ,β)=(α,10α)⇒logβ=α⋯(2)⇒10α+logβ=(10−α)+α=10,故選(C)
解答:limn→∞1n33n∑k=1(4n+k)2=limn→∞1n33n∑k=1(16n2+8nk+k2)=limn→∞1n3(16n23n∑k=11+8n3n∑k=1k+3n∑k=1k2)=limn→∞1n3(16n2⋅3n+8n⋅3n(3n+1)2+3n(3n+1)(6n+1)6)=48+36+9=93,故選(C)
解答:3087是9的倍數⇒3087×a也是9的倍數⇒9+5+3+2+1+0=20需再加7才是9的倍數,故選(D)
解答:(A)◯:g(x)=f(x2−4x+3)=f((x−3)(x−1))⇒g(3)=f(0)=−28(B)×:x=2+√2⇒x2=4x−2⇒x3=4x2−2x⇒f(2+√2)=(4x2−2x)−9x2+26x−28=−5x2+24x−28=−5(4x−2)+24x−28=4x−18=4(2+√2)−18=4√2−10(C)◯:f′(x)=3x2−18x+26⇒f′(2)=2⇒L:y=2(x−2)−4=2x−8⇒L與坐標軸的交點{A(0,−8)B(4,0)⇒△OAB面積=12×8×4=16(D)×:f(x)<2⇒x3−9x2+26x−30<0⇒(x−5)(x2−4x+6)<0⇒x<5⇒有無限多個整數解,故選(AC)
解答:a=三次皆為紅球或三次皆為黑球的機率=(1015)3+(515)3=13b=連續三次皆為黑球的機率=(515)3=127c=連續三次皆為紅球的機率=(1015)3=827因此a>c>b且a=b+c,故選(BCD)
解答:假設正八邊形頂點依序為A1,A2,…,A8(A)◯:四條不同的直徑,每條直徑左右各有三個頂點,可決定6個直角△,因此共有4×6=24個直角△(B)◯:{∠Ai−1AiAi+1=135∘∠Ai−1AiAi+2=112.5∘∠Ai−2AiAi+1=112.5∘,i=1−8⇒共有8×3=24個鈍角△(C)◯:共有C83=56個△,扣除24個直角△、24個鈍角△,剩下56−24−24=8個銳角△(D)◯:C84=70個四邊形,故選(ABCD)
解答:假設{R(20,0)P(12,16)∠POR=θ⇒θ=tan−143⇒tanθ2=12⇒{sin(θ/2)=1/√5cos(θ/2)=2/√5甲繞圓心2π+θ⇒乙繞圓心(2π+θ)÷2=π+12θ(第三象限)⇒乙的位置=(−20cosθ2,−20sinθ2)=(−8√5,−4√5)
解答:BA數量201−1717191−1616181−1515171−14,2015161−13,19−2015⋯⋯1541,7−201536−201525−201614−2017⇒機率=120⋅119(17+16+15⋅16+16+17)=153190
解答:x6−8=(x2)3−23=(x2−2)(x4+2x2+4)=0⇒x6=8的六根扣除x2=2的二根即為x4+2x2+4=0的四根;即{A(√2/2,√6/2)B(−√2/2,√6/2)C(−√2/2,−√6/2)D(√2/2,−√6/2)⇒長方形ABCD面積=¯ABׯBC=√2×√6=2√3
解答:a>1⇒3logax>2logax>logax⇒A在B的右方且C在¯AB的上方;因此假設A(α,β)⇒B(α−12,β)⇒C(α−12,β+12)⇒logaα=2loga(α−12)⇒(α−12)2=α⇒α2−25α+144=0⇒(α−16)(α−9)=0⇒α=16(α=9不合,∵
解答:\alpha,\beta,\gamma 為f(x)=0之三根 \Rightarrow \cases{\alpha +\beta +\gamma = -3\\ \alpha\beta +\beta\gamma +\gamma\alpha = -4\\ \alpha\beta \gamma = 2} 且f(\alpha)=f(\beta) = f(\gamma)=0\\ \cases{f(x)= x^3+3x^2 -4x-2\\ g(x)=x^4+6x^3 +5x^2-16x-2} \Rightarrow g(x)=f(x)(x+3)+(-2x+4) \\ \Rightarrow \cases{g(\alpha) = f(\alpha)(\alpha+3)+(-2\alpha+4) = -2\alpha+4 \\ g(\beta)= f(\beta)(\beta+3) +(-2\beta+4) = -2\beta+4 \\ g(\gamma) = f(\gamma)(\gamma+3) +(-2\gamma+4) = -2\gamma+4} \\ \Rightarrow {1\over g(\alpha)} +{1\over g(\beta)} +{1\over g(\gamma)} =-{1\over 2}\left({1\over \alpha-2} +{1\over \beta-2} +{1\over \gamma-2} \right)\\ =-{1\over 2}\cdot { \alpha\beta +\beta\gamma +\gamma\alpha-4(\alpha+\beta +\gamma)+12\over \alpha\beta \gamma -2(\alpha\beta +\beta\gamma +\gamma\alpha) +4(\alpha+ \beta +\gamma)-8} =-{1\over 2}\cdot{ -4-4\cdot (-3)+12\over 2-2\cdot (-4)+4\cdot(-3)-8} =\bbox[red, 2pt]{1}
解答:10位數:9876543210\to 只有一個\\ 9位數:將9876543210拿掉任一個數字,剩下就符合條件的9位數,因此有C^{10}_1個\\8位數:將9876543210拿掉任2個數字,剩下就符合條件的8位數,因此有C^{10}_2個\\ \dots\\3位數:將9876543210拿掉任7個數字,剩下就符合條件的3位數,因此有C^{10}_3個\\ 總共有C^{10}_0+ C^{10}_1 +C^{10}_2 + \cdots +C^{10}_7 =\sum_{k=0}^{10} C^{10}_k -C^{10}_8-C^{10}_9-C^{10}_{10} =2^{10} -45-10-1 = \bbox[red, 2pt]{968}
解答:
解答:limn→∞1n33n∑k=1(4n+k)2=limn→∞1n33n∑k=1(16n2+8nk+k2)=limn→∞1n3(16n23n∑k=11+8n3n∑k=1k+3n∑k=1k2)=limn→∞1n3(16n2⋅3n+8n⋅3n(3n+1)2+3n(3n+1)(6n+1)6)=48+36+9=93,故選(C)
解答:3087是9的倍數⇒3087×a也是9的倍數⇒9+5+3+2+1+0=20需再加7才是9的倍數,故選(D)
二、複選題(每題4分,共16分,全對才給分)
解答:(A)×:P∈L2⇒P(t+1,2t−4,2t−2)⇒d(P,E)=2t+2−2t+4−6√5=0⇒L2在E上,重疊非平行(B)◯:{L1方向向量→u=(2,3,2)L2方向向量→v=(1,2,2)⇒→n=→u×→v=(2,−2,1);取{A∈L1D=¯BC中點∈L2⇒{A(2t+3,3t+5,2t+3)D(s+1,2s−4,2s−2),t,s∈R⇒→AD=(s−2t−2,2s−3t−9,2s−2t−5),且→AD∥→n⇒s−2t−22=2s−3t−9−2=2s−2t−51⇒{t=−1s=2⇒A=(1,2,1)(C)×:H=D=(3,0,2)(D)◯:¯AH=√22+22+12=3⇒¯BC=3√3×2⇒△ABC=12×3√3×2×3=3√3,故選(BD)解答:(A)◯:g(x)=f(x2−4x+3)=f((x−3)(x−1))⇒g(3)=f(0)=−28(B)×:x=2+√2⇒x2=4x−2⇒x3=4x2−2x⇒f(2+√2)=(4x2−2x)−9x2+26x−28=−5x2+24x−28=−5(4x−2)+24x−28=4x−18=4(2+√2)−18=4√2−10(C)◯:f′(x)=3x2−18x+26⇒f′(2)=2⇒L:y=2(x−2)−4=2x−8⇒L與坐標軸的交點{A(0,−8)B(4,0)⇒△OAB面積=12×8×4=16(D)×:f(x)<2⇒x3−9x2+26x−30<0⇒(x−5)(x2−4x+6)<0⇒x<5⇒有無限多個整數解,故選(AC)
解答:a=三次皆為紅球或三次皆為黑球的機率=(1015)3+(515)3=13b=連續三次皆為黑球的機率=(515)3=127c=連續三次皆為紅球的機率=(1015)3=827因此a>c>b且a=b+c,故選(BCD)
解答:假設正八邊形頂點依序為A1,A2,…,A8(A)◯:四條不同的直徑,每條直徑左右各有三個頂點,可決定6個直角△,因此共有4×6=24個直角△(B)◯:{∠Ai−1AiAi+1=135∘∠Ai−1AiAi+2=112.5∘∠Ai−2AiAi+1=112.5∘,i=1−8⇒共有8×3=24個鈍角△(C)◯:共有C83=56個△,扣除24個直角△、24個鈍角△,剩下56−24−24=8個銳角△(D)◯:C84=70個四邊形,故選(ABCD)
第二部分:綜合題(共60分)
一、填充題(每題4分,共36分)
解答:取{f(a,b)=2a+4bg(a,b)=a+b−13,依 Lagrange 算子{f=λgg=0⇒{fa=λgafb=λgbg=0⇒{ln2⋅2a=λ⋯(1)ln4⋅4b=λ⋯(2)a+b−13=0⋯(3)(1)(2)⇒2a2⋅4b=1⇒2a=22b+1⇒a=2b+1代入(3)⇒3b=12⇒b=4⇒a=9⇒f(9,4)=29+44=512+256=768解答:假設{R(20,0)P(12,16)∠POR=θ⇒θ=tan−143⇒tanθ2=12⇒{sin(θ/2)=1/√5cos(θ/2)=2/√5甲繞圓心2π+θ⇒乙繞圓心(2π+θ)÷2=π+12θ(第三象限)⇒乙的位置=(−20cosθ2,−20sinθ2)=(−8√5,−4√5)
解答:BA數量201−1717191−1616181−1515171−14,2015161−13,19−2015⋯⋯1541,7−201536−201525−201614−2017⇒機率=120⋅119(17+16+15⋅16+16+17)=153190
解答:x6−8=(x2)3−23=(x2−2)(x4+2x2+4)=0⇒x6=8的六根扣除x2=2的二根即為x4+2x2+4=0的四根;即{A(√2/2,√6/2)B(−√2/2,√6/2)C(−√2/2,−√6/2)D(√2/2,−√6/2)⇒長方形ABCD面積=¯ABׯBC=√2×√6=2√3
解答:a>1⇒3logax>2logax>logax⇒A在B的右方且C在¯AB的上方;因此假設A(α,β)⇒B(α−12,β)⇒C(α−12,β+12)⇒logaα=2loga(α−12)⇒(α−12)2=α⇒α2−25α+144=0⇒(α−16)(α−9)=0⇒α=16(α=9不合,∵
解答:\alpha,\beta,\gamma 為f(x)=0之三根 \Rightarrow \cases{\alpha +\beta +\gamma = -3\\ \alpha\beta +\beta\gamma +\gamma\alpha = -4\\ \alpha\beta \gamma = 2} 且f(\alpha)=f(\beta) = f(\gamma)=0\\ \cases{f(x)= x^3+3x^2 -4x-2\\ g(x)=x^4+6x^3 +5x^2-16x-2} \Rightarrow g(x)=f(x)(x+3)+(-2x+4) \\ \Rightarrow \cases{g(\alpha) = f(\alpha)(\alpha+3)+(-2\alpha+4) = -2\alpha+4 \\ g(\beta)= f(\beta)(\beta+3) +(-2\beta+4) = -2\beta+4 \\ g(\gamma) = f(\gamma)(\gamma+3) +(-2\gamma+4) = -2\gamma+4} \\ \Rightarrow {1\over g(\alpha)} +{1\over g(\beta)} +{1\over g(\gamma)} =-{1\over 2}\left({1\over \alpha-2} +{1\over \beta-2} +{1\over \gamma-2} \right)\\ =-{1\over 2}\cdot { \alpha\beta +\beta\gamma +\gamma\alpha-4(\alpha+\beta +\gamma)+12\over \alpha\beta \gamma -2(\alpha\beta +\beta\gamma +\gamma\alpha) +4(\alpha+ \beta +\gamma)-8} =-{1\over 2}\cdot{ -4-4\cdot (-3)+12\over 2-2\cdot (-4)+4\cdot(-3)-8} =\bbox[red, 2pt]{1}
解答:10位數:9876543210\to 只有一個\\ 9位數:將9876543210拿掉任一個數字,剩下就符合條件的9位數,因此有C^{10}_1個\\8位數:將9876543210拿掉任2個數字,剩下就符合條件的8位數,因此有C^{10}_2個\\ \dots\\3位數:將9876543210拿掉任7個數字,剩下就符合條件的3位數,因此有C^{10}_3個\\ 總共有C^{10}_0+ C^{10}_1 +C^{10}_2 + \cdots +C^{10}_7 =\sum_{k=0}^{10} C^{10}_k -C^{10}_8-C^{10}_9-C^{10}_{10} =2^{10} -45-10-1 = \bbox[red, 2pt]{968}
解答:
x^2+y^2=|x|+|y| \Rightarrow \begin{cases} (x-1/2)^2+(y-1/2)^2 =1/2& \text {if }x,y\ge 0 \\ (x+1/2)^2+(y-1/2)^2 =1/2 & \text {if }x\le 0 ,y\ge 0 \\ (x-1/2)^2+(y+1/2)^2 =1/2 & \text {if }x\ge 0,y\le 0 \\ (x+1/2)^2+(y+1/2)^2 =1/2 & \text {if }x,y\le 0 \end{cases}\\ 所圍面積= 邊長為\sqrt 2的正方形ABCD及半徑為1/\sqrt 2的四個半圓=(\sqrt 2)^2+ 2\times ({1\over \sqrt 2})^2\pi \\ =\bbox[red, 2pt]{2 +\pi}
解答:y=ax+b=x^2 \Rightarrow x^2-ax-b=0恰有一根\Rightarrow a^2+4b=0 \cdots(1)\\ y=ax+b= (x-2)^2+12 \Rightarrow x^2-(a+4)x +16-b=0 恰有一根 \\\Rightarrow (a+4)^2-64+4b=0 \Rightarrow a^2+8a+16-64+4b=0\cdots (2) \\將(1)代入(2) \Rightarrow 8a-48=0 \Rightarrow a=6 代回(1) \Rightarrow b=-9 \Rightarrow a-b= \bbox[red,2pt]{15}
解答:
二、計算證明題(每題8分,共24分)
解答:等差數列\langle a_n\rangle ,其中\cases{a_1=4\\ d=8} \Rightarrow a_1+a_2+\cdots +a_n = {(2a_1+(n-1)d)n\over 2} ={(8+(n-1)8)n \over 2} =4n^2\\ 因此\cases{a_2+ a_4+ \cdots +a_{2n} =(a_2+ a_{2n})n\div 2 = 8n^2+4n\\ a_1+a_3+ \cdots +a_{2n-1} =(a_1+ a_{2n-1})n\div 2= 8n^2-4n} \\ \Rightarrow \lim_{n\to \infty} \left(\sqrt{a_2+ a_4+ \cdots +a_{2n}}-\sqrt{a_1+a_3+ \cdots +a_{2n-1}} \right)\\ =\lim_{n\to \infty}\left( \sqrt{8n^2+4n}-\sqrt{8n^2-4n}\right)=\lim_{n\to \infty} \cfrac{8n}{\sqrt{8n^2+4n}+\sqrt{8n^2-4n}} =\cfrac{8}{2\sqrt 2+2\sqrt 2} =\bbox[red, 2pt]{\sqrt 2}解答:
(1)y=\ln x \Rightarrow x= e^y \Rightarrow {d\over dx}x ={d\over dx}e^y \Rightarrow 1=y'e^y =y'x \Rightarrow y'={1\over x} \Rightarrow \bbox[red,2pt]{{d\over dx}\ln x={1\over x}}
(2)S_n= \sum_{k=1}^n {1\over (2k)(2k-1)} = \sum_{k=1}^n \left({1\over 2k-1}-{1\over 2k} \right) = \sum_{k=1}^n \left({1\over 2k-1}-({1\over k}-{1\over 2k}) \right) \\ = \sum_{k=1}^n \left({1\over 2k-1}+{1\over 2k} \right) -\sum_{k=1}^n {1\over k} =\sum_{k=1}^{2n} {1\over k}-\sum_{k=1}^n {1\over k} =\sum_{k=n+1}^{2n} {1\over k} \\ =\sum_{k= 1}^{n}{1\over n+k} =\sum_{k= 1}^{n}{1\over n} \cdot {1\over 1+k/n} \Rightarrow \lim_{n\to \infty} S_n =\int_0^1 {1\over 1+x}\,dx = \ln 2-\ln 1= \bbox[red, 2pt]{\ln 2}
解答:(\log 6x) (\log 3x)+ k= (\log 2+\log 3x)(\log 3x)+ k= (\log 3x)^2 +\log 2(\log 3x) +k= 0 \\ 有相異二正根 \Rightarrow (\log 2)^2 -4k \gt 0 \Rightarrow \bbox[red,2pt]{k\lt {1\over 4}(\log 2)^2 }\\ 假設\alpha,\beta 為(\log 3x)^2 +\log 2(\log 3x) +k= 0的二根\Rightarrow \log 3\alpha+ \log 3\beta =-\log 2 \Rightarrow \log 9\alpha\beta = \log {1\over 2}\\ \Rightarrow 9\alpha\beta ={1\over 2} \Rightarrow 兩根之積=\alpha\beta =\bbox[red,2pt]{1\over 18}
解答:(\log 6x) (\log 3x)+ k= (\log 2+\log 3x)(\log 3x)+ k= (\log 3x)^2 +\log 2(\log 3x) +k= 0 \\ 有相異二正根 \Rightarrow (\log 2)^2 -4k \gt 0 \Rightarrow \bbox[red,2pt]{k\lt {1\over 4}(\log 2)^2 }\\ 假設\alpha,\beta 為(\log 3x)^2 +\log 2(\log 3x) +k= 0的二根\Rightarrow \log 3\alpha+ \log 3\beta =-\log 2 \Rightarrow \log 9\alpha\beta = \log {1\over 2}\\ \Rightarrow 9\alpha\beta ={1\over 2} \Rightarrow 兩根之積=\alpha\beta =\bbox[red,2pt]{1\over 18}
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