國立屏東高級中學111學年度正式教師甄選
一、填充題(共10題,每題6分,共60分)
解答:{f(1012)=f(235+111×7)≤f(235)+111×7=f(235)+777f(1012)=f(235+259×3)≥f(235)+259×3=f(235)+777⇒f(235)+777≤f(1012)≤f(235)+777⇒f(1012)=f(235)+777=220+777=997解答:a,b為x2+3x+9=0的二根⇒{a=(−3+3√3i)/2b=(−3−3√3i)/2⇒ab=−3+3√3i−3−3√3i=−1−√3i2=e4πi/3因此ab+(ab)2+⋯+(ab)2022=ab(1−(ab)2022)1−ab=e4πi/3(1−ei2696π)1−e4πi/3=0
解答:
解答:橢圓Γ:9x2+(y−a)2=9⇒x2+(y−a)29=1⇒P∈Γ⇒P(cosθ,3sinθ+a)代入y=2x2⇒3sinθ+a=2cos2θ=2−2sin2θ⇒2sin2θ+3sinθ+a−2=0⇒sinθ=−3±√25−8a4⇒−1≤−3±√25−8a4≤1⇒−1≤±√25−8a≤7⇒0≤25−8a≤49⇒−3≤a≤258
解答:
取{A(0,3)B(−4,3)C(−2√10,0)D(0,0)⇒{→AB=(−4,0)→DC=(−2√10,0)→AD=(0,−3)→BC=(4−2√10−3)⇒{→AB+→DC=(−4−2√10,0)→AD+→BC=(4−2√10,−6)⇒(→AB+→DC)⋅(→AD+→BC)=(−2√10)2−42=40−16=24
解答:X=11:{第1−10次擲筊:恰有4次聖杯第11次擲筊出聖杯⇒P(X=11)=C104⋅(12)11X=12:{第1−11次擲筊:恰有4次聖杯第12次擲筊出聖杯⇒P(X=12)=C114⋅(12)12欲求之機率∞∑n=11P(X=n)=1−10∑n=5P(X=n)=1−1261024−70512−35256−15128−564−132=1−319512=193512
解答:L1通過A(0,3)⇒L1:y=mx+3⇒{B=L1∩(L2:5x=12y)⇒B=(365−12m,155−12m)C=L1∩(y=0)⇒C=(−3/m,0)△OBC周長=¯OB+¯OC+¯BC=395−12m+−3m−15m(5−12m)√m2+1=30⇒24m2−5m−1=√m2+1⇒16m4−56m3+36m2+10m=0⇒2m(12m−5)(24m2−1)=0⇒m=−√6/12(m<0⇒其它不合)⇒C(6√6,0)⇒△OAC面積=12⋅¯OA⋅¯OC=12⋅3⋅6√6=9√6
解答:[23x−74]=13x+53∈Z⇒3∣13x+5⇒3∣13x+2⇒x=3k+113,k∈Z⇒[23⋅3k+113−74]=13⋅3k+113+53⇒[69k−6852]=k+2⇒k+2≤69k−6852<k+3⇒52k+172<69k≤52k+224⇒172<17k≤224⇒k=11,12,13⇒x=3413,3713,4013
解答:∑0≤i,j≤111C111i⋅C111j=12((C1110+C1111+⋯+C111111)2−((C1111)2+(C1112)2+⋯+(C111111)2))=12((2111)2−C222111)=2221−12C222111由於C222111=222⋅221⋯112111⋅110⋯1,其中{⌊22229⌋=7⌊11129⌋=3⇒{分母有3個29的倍數分子有7−3=4個29的倍數⇒C222111是29的倍數,因此只要考慮2221除以29的餘數,217=131072≡21mod29⇒2221≡2113=(213)4⋅21≡104⋅21=210000≡11mod29
解答:105=3×5×7⇒1−105中與105互質的數字有105−(⌊1053⌋+⌊1055⌋+⌊1057⌋−⌊1053×5⌋−⌊1055×7⌋−⌊1057×3⌋+⌊1053×5×7⌋)=105−57=48個;將這48個數字依小至大排列為ai,i=1−48⇒a1=1,a2=2,a3=4,a4=8,…,a48=104,a49=105+a1,a50=105+a2,…,a96=105+a48,…而1204=48×25+4⇒a1204=105×25+a4=2625+8=2633
解答:取{u=(π−x)mdv=xndx⇒{du=−m(π−x)m−1dxv=1n+1xn+1⇒∫π0(π−x)mxndx=[1n+1(π−x)mxn+1]|π0+mn+1∫π0(π−x)m−1xn+1dx=0+mn+1∫π0(π−x)m−1xn+1dx=mn+1∫π0(π−x)m−1xn+1dx同理,取{u=(π−x)m−1dv=xn+1dx⇒{du=−(m−1)(π−x)m−2dxv=1n+2xn+2⇒mn+1∫π0(π−x)m−1xn+1dx=[m(n+1)(n+2)(π−x)m−1xn+2]|π0+m(m−1)(n+1)(n+2)∫π0(π−x)m−2xn+2dx=m(m−1)(n+1)(n+2)∫π0(π−x)m−2xn+2dx=⋯=m!(n+1)(n+2)⋯(n+m)∫π0(π−x)0xm+ndx=m!(m+n)!/n![1m+n+1xm+n+1]|π0=m!n!(m+n)!⋅(m+n+1)⋅πm+n+1=Γ(m+1)Γ(n+1)Γ(m+n+2)πm+n+1,其中Γ(k+1)=k!
解答:
解答:L1通過A(0,3)⇒L1:y=mx+3⇒{B=L1∩(L2:5x=12y)⇒B=(365−12m,155−12m)C=L1∩(y=0)⇒C=(−3/m,0)△OBC周長=¯OB+¯OC+¯BC=395−12m+−3m−15m(5−12m)√m2+1=30⇒24m2−5m−1=√m2+1⇒16m4−56m3+36m2+10m=0⇒2m(12m−5)(24m2−1)=0⇒m=−√6/12(m<0⇒其它不合)⇒C(6√6,0)⇒△OAC面積=12⋅¯OA⋅¯OC=12⋅3⋅6√6=9√6
解答:[23x−74]=13x+53∈Z⇒3∣13x+5⇒3∣13x+2⇒x=3k+113,k∈Z⇒[23⋅3k+113−74]=13⋅3k+113+53⇒[69k−6852]=k+2⇒k+2≤69k−6852<k+3⇒52k+172<69k≤52k+224⇒172<17k≤224⇒k=11,12,13⇒x=3413,3713,4013
解答:∑0≤i,j≤111C111i⋅C111j=12((C1110+C1111+⋯+C111111)2−((C1111)2+(C1112)2+⋯+(C111111)2))=12((2111)2−C222111)=2221−12C222111由於C222111=222⋅221⋯112111⋅110⋯1,其中{⌊22229⌋=7⌊11129⌋=3⇒{分母有3個29的倍數分子有7−3=4個29的倍數⇒C222111是29的倍數,因此只要考慮2221除以29的餘數,217=131072≡21mod29⇒2221≡2113=(213)4⋅21≡104⋅21=210000≡11mod29
解答:代公式:1−(23)41−(23)7=17552059公式說明:假設{艾莉絲(簡稱A)贏1元的機率p=3/5巴柏(簡稱B)贏1元的機率q=2/5=1−p,及A、B皆在數線上,其中{A(a):A在位置aB(b):B在位置b;若硬幣出現正面,A向右移一步;反之,A向左移一步;初始位置{A(4)B(3),若{A(4+3)=A(7)代表A贏了A(0)代表A輸了;依題意,一旦發生輸贏,遊戲結束,求A(7)的機率;先考慮A(4)→A(0)的機率:P(A4→A0)=(2/3)4(不管有沒有經過A(7));假設P(A4→A7)=Q,則P(A4→A0)=Q⋅P(A7→A0)+(1−Q)⇒(2/3)4=Q⋅(2/3)7+1−Q⇒Q=1−(23)41−(23)7
二、計算證明題(共5題,每題8分,共40分)
解答:a1=a2=⋯=a109=1,a110=111,重複此數列a1,a2,…,a110,22次,共110×22=2420項,總和為220×22=4840;剩下80項均為1,則總和為4840+80=4920解答:105=3×5×7⇒1−105中與105互質的數字有105−(⌊1053⌋+⌊1055⌋+⌊1057⌋−⌊1053×5⌋−⌊1055×7⌋−⌊1057×3⌋+⌊1053×5×7⌋)=105−57=48個;將這48個數字依小至大排列為ai,i=1−48⇒a1=1,a2=2,a3=4,a4=8,…,a48=104,a49=105+a1,a50=105+a2,…,a96=105+a48,…而1204=48×25+4⇒a1204=105×25+a4=2625+8=2633
解答:取{u=(π−x)mdv=xndx⇒{du=−m(π−x)m−1dxv=1n+1xn+1⇒∫π0(π−x)mxndx=[1n+1(π−x)mxn+1]|π0+mn+1∫π0(π−x)m−1xn+1dx=0+mn+1∫π0(π−x)m−1xn+1dx=mn+1∫π0(π−x)m−1xn+1dx同理,取{u=(π−x)m−1dv=xn+1dx⇒{du=−(m−1)(π−x)m−2dxv=1n+2xn+2⇒mn+1∫π0(π−x)m−1xn+1dx=[m(n+1)(n+2)(π−x)m−1xn+2]|π0+m(m−1)(n+1)(n+2)∫π0(π−x)m−2xn+2dx=m(m−1)(n+1)(n+2)∫π0(π−x)m−2xn+2dx=⋯=m!(n+1)(n+2)⋯(n+m)∫π0(π−x)0xm+ndx=m!(m+n)!/n![1m+n+1xm+n+1]|π0=m!n!(m+n)!⋅(m+n+1)⋅πm+n+1=Γ(m+1)Γ(n+1)Γ(m+n+2)πm+n+1,其中Γ(k+1)=k!
解答:
三平面E1、E2、E3相交情形如上圖所示,其中E1與E2相交於一直線L(上圖紅色直線);因此我們可以找一平面E4,通過L且平行E3,則E4為E1與E2的線性組合;即E4:α(a1x+b1y+c1z−d1)+β(a2x+b2y+c2z−d2)=0,又E3∥E4⇒a3αa1+βa2=b3αb1+βb2=c3αc1+βc2≠d3αd1+βd2假設{a3αa1+βa2=b3αb1+βb2=c3αc1+βc2=td3αd1+βd2=s,其中s≠t⇒△x=|d1b1c1d2b2c2d3b3c3|=|d1b1c1d2b2c2s(αd1+βd2)t(αb1+βb2)t(αc1+βc2)|=|d1b1c1d2b2c2(t−s)(αd1+βd2)00|=(b1c2−b2c1)(t−s)(αd1+βd2)同理可得{△y=(a2c1−a1c2)(t−s)(αd1+βd2)△z=(a1b2−a2b1)(t−s)(αd1+βd2);若△x=△y=△z=0⇒a1a2=b1b2=c1c2⇒E1∥E2,矛盾(E1與E2相交於一直線)因此△x,△y,△z不全為0,故得證
解答:假設數列⟨an⟩為x0x1,x1x2,…,xn−1xn由大至小排序後的數列,且Πnk=1ak=1依 Chebyshev's sum inequality,兩數列⟨an−1n⟩,⟨an⟩滿足以下不等式:1nn∑k=1(an−1k⋅ak)≥(1nn∑k=1an−1k)(1nn∑k=1ak)⋯(1)再由算幾不等式:1nn∑k=1an−1k≥(Πnk=1an−1n)1/n=1;因此式(1)⇒1nn∑k=1ank≥1nn∑k=1ak即(x0x1)n+(x1x2)n,…,(xn−1xn)n≥(x0x1)+(x1x2)+⋯+(xn−1xn)
解答:假設數列⟨an⟩為x0x1,x1x2,…,xn−1xn由大至小排序後的數列,且Πnk=1ak=1依 Chebyshev's sum inequality,兩數列⟨an−1n⟩,⟨an⟩滿足以下不等式:1nn∑k=1(an−1k⋅ak)≥(1nn∑k=1an−1k)(1nn∑k=1ak)⋯(1)再由算幾不等式:1nn∑k=1an−1k≥(Πnk=1an−1n)1/n=1;因此式(1)⇒1nn∑k=1ank≥1nn∑k=1ak即(x0x1)n+(x1x2)n,…,(xn−1xn)n≥(x0x1)+(x1x2)+⋯+(xn−1xn)
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