國立臺灣師範大學附屬高級中學 113 學年度
第 1 次專任教師甄選數學科筆試
一、 選填題:(每題 5 分,共 90 分。 填在答案卡上, 分數或根式須以最簡形式回答,否則不予計分)
解答:x=8log2x−9log3x−4log2x+log0.50.25=2log2x3−3log3x2−2log2x2+2=x3−x2−x2+2⇒x3−2x2−x+2=0⇒(x2−1)(x−2)=0⇒x=1,2(x=−1不合,因為x>0)⇒所有解之和=3解答:(1−2x)5(1+4x2)5(1+2x)5=(1−4x2)5(1+4x2)5=(1−16x4)5=5∑k=0C5k(−16)kx4k⇒{k=3⇒a=C53(−16)3=−10⋅163k=4⇒b=C54(−16)4=5⋅164⇒ba=−5×16410×163=−8
解答:E(X)=(a1+⋯+a12)÷12=13⇒a1+⋯+a12=13×12=156Var(X)=E(X2)−(E(X))2⇒52=E(X2)−132⇒E(X2)=194⇒a21+⋯+a212=194⋅12=232812∑i=1aibi=12∑i=1ai(ai−135)=1512∑i=1(a2i−13ai)=15(a21+⋯+a212)−135(a1+⋯+a12)=15⋅2328−135⋅156=3005=60

解答:
x2+y2=10⇒圓半徑r=√10=¯OP⇒¯AO=√62+72=√85⇒¯AP=√85−10=5√3令∠PAO=θ⇒{sinθ=√10/√85cosθ=5√3/√85⇒sin2θ=2sinθcosθ=2√3017△APB:¯BPsin2θ=¯BAsin∠APB⇒¯BA¯BP=sin∠APBsin2θ=sin∠APB2√30/17=kk要最大⇒sin∠APB=1,此時k=172√30=17√3060
{A(1,7)B(7,−1)O(0,0)P(x,y)⇒{→PA=(x−1,y−7)→PB=(x−7,y+1)⇒→PA⋅→PB=(x−1)(x−7)+(y−7)(y+1)=−19⇒(x−4)2+(y−3)2=6為一圓,圓心Q(4,3),圓半徑r=√6⇒¯OP最大值=¯OQ+r=5+√6
解答:[(3a−2b+1)2+(2a+b−2)2+(4a−5b−3)2][(−2)2+12+12]≥[−2(3a−2b+1)+(2a+b−2)+(4a−5b−3)]2⇒[(3a−2b+1)2+(2a+b−2)2+(4a−5b−3)2]⋅6≥(−7)2⇒[(3a−2b+1)2+(2a+b−2)2+(4a−5b−3)2]≥496⇒最小值=496
解答:P∈L⇒P(t+1,−t+2,t)⇒{¯PA=√(t+1)2+(−t−1)2(t−3)2¯PB=√t2+(−t−1)2+(t+2)2⇒{¯PA=√3⋅√(t−1)2+8/3¯PB=√3⋅√(t+1)2+2/3⇒¯PA+¯PB=√3(¯QC+¯QD),其中{Q(t,0)C(1,2√6/3)D(−1,−√6/3)¯QC+¯QD的最小值=¯CD=√10⇒¯PA+¯PB的最小值=√3⋅√10=√30
解答:[(3a−2b+1)2+(2a+b−2)2+(4a−5b−3)2][(−2)2+12+12]≥[−2(3a−2b+1)+(2a+b−2)+(4a−5b−3)]2⇒[(3a−2b+1)2+(2a+b−2)2+(4a−5b−3)2]⋅6≥(−7)2⇒[(3a−2b+1)2+(2a+b−2)2+(4a−5b−3)2]≥496⇒最小值=496
解答:P∈L⇒P(t+1,−t+2,t)⇒{¯PA=√(t+1)2+(−t−1)2(t−3)2¯PB=√t2+(−t−1)2+(t+2)2⇒{¯PA=√3⋅√(t−1)2+8/3¯PB=√3⋅√(t+1)2+2/3⇒¯PA+¯PB=√3(¯QC+¯QD),其中{Q(t,0)C(1,2√6/3)D(−1,−√6/3)¯QC+¯QD的最小值=¯CD=√10⇒¯PA+¯PB的最小值=√3⋅√10=√30

解答:H93(4!2!2!+5!2!3!+6!2!4!)H44H93=51155775=3135先紅球再藍球的組合數:3紅5藍,最後一球是藍,前面有3紅,有4藍要插4空格有組合數:H44依序紅藍綠的組合數:最後一球是綠,前面已有3紅5藍有9空格要插3綠球,組合數H93因此要依序完成紅藍綠的組合數=H44H93=5775再考量最後一個紅球前已有2藍:即2紅2藍的組合數4!2!2!剩下就是9個空格插3綠球H93最後一個紅球前已有3藍:即2紅3藍的組合數5!2!3!剩下就是9個空格插3綠球H93最後一個紅球前已有4藍:即2紅4藍的組合數6!2!4!剩下就是9個空格插3綠球H93所以最後的機率就是H93(4!2!2!+5!2!3!+6!2!4!)H44H93
解答:假設六個兩面角為α,α,β,β,γ,γ,則cosα+cosβ+cosγ=1⇒6∑i=1cosθi=2⇒6∑i=12cosθi=4⇒6∑i=2cosθi=4−2cos120∘=5公式來源
解答:lim
解答:(x-1)f(x)= 4\int_1^x f(t)\,dt \Rightarrow \frac{\text{d} }{\text{d}x}( (x-1)f(x)) = \frac{\text{d} }{\text{d}x}\left( 4\int_1^x f(t)\,dt\right) \\ \Rightarrow f(x)+(x-1)f'(x)=4f(x) \Rightarrow f'(x)-{3\over x-1}f(x)=0 \\ 一階微分方程, 取積分因子I(x)=e^{\int -{3\over x-1}\,dx} ={1\over (x-1)^3}\\ \Rightarrow I(x)f'(x)-{3\over x-1 }I(x) f(x)=0 \Rightarrow {1\over (x-1)^3} f'(x) -{3\over (x-1)^4}f(x)=0\\ \Rightarrow \left({1\over (x-1)^3} f(x) \right)'=0 \Rightarrow {1\over (x-1)^3} f(x)= C \Rightarrow f(x)=C(x-1)^3 \\\Rightarrow f(0)=-C=-2 \Rightarrow C=2 \Rightarrow f(x)=2(x-1)^3 \Rightarrow f(5)=2\cdot 4^3=\bbox[red, 2pt]{128}
解答:13x^2-10xy+13y^2-6x-42y-27=[x,y]\begin{bmatrix}13 & -5 \\-5 & 13 \end{bmatrix} \begin{bmatrix}x \\y \end{bmatrix} +[-6,-42] \begin{bmatrix}x \\y \end{bmatrix}-27 \\ A=\begin{bmatrix}13 & -5 \\-5 & 13 \end{bmatrix} =\begin{bmatrix}\sqrt 2/2 & -\sqrt 2/2 \\\sqrt 2/2 & \sqrt 2/2 \end{bmatrix} \begin{bmatrix}8 & 0 \\0 & 18 \end{bmatrix} \begin{bmatrix}\sqrt 2/2 & \sqrt 2/2 \\-\sqrt 2/2 & \sqrt 2/2 \end{bmatrix} \\ \Rightarrow [-6,-42] \begin{bmatrix}\sqrt 2/2 & -\sqrt 2/2 \\\sqrt 2/2 & \sqrt 2/2 \end{bmatrix} =[-24\sqrt 2,-18\sqrt 2] \\ \Rightarrow 8x'^2+18y'^2-24\sqrt 2x'-18\sqrt 2y'-27=0 \Rightarrow 8(x'-3/\sqrt 2)^2+ 18(y'-1/\sqrt 2)^2=72 \\ \Rightarrow {(x-3/\sqrt 2)^2 \over 9}+{(y'-1/\sqrt 2)^2 \over 4}=1 \Rightarrow \cases{a=3\\b=2} \Rightarrow 正焦弦長={2b^2 \over a}=\bbox[red, 2pt]{8\over 3}
解答:P(X=k)=0.8^{k-1}\times 0.2 \Rightarrow \cases{P(X=10)=0.8^{9}\cdot 0.2\gt 0.02 \\ P(X=11)=0.8^{10}\cdot 0.2\gt 0.02 \\ P(X=12)=0.8^{11}\cdot 0.2 \approx 0.017} \\ \Rightarrow k=\bbox[red, 2pt]{12}\\ \log(0.8^{10}\cdot 0.2)=10\log 0.8+\log 0.2=10(3\log 2-1)+\log 2-1 =31\log 2-11\\\qquad =31\times 0.301-11=-1.669\\ \log 0.02=\log 2-2=0.301-2=-1.699\\ 因此\log(0.8^{10}\cdot 0.2) \gt \log 0.02 \Rightarrow 0.8^{10}\cdot 0.2 \gt 0.02
解答:\cases{x(y+z-x)=39-2x^2\\ y(z+x-y)=52-2y^2\\ z(x+y-z)=78-2z^2} \Rightarrow \cases{xy+xz=39-x^2 \\ yz+xy=52-y^2\\ xz+yz=78-z^2} \\三式相加 \Rightarrow 2(xy+yz+zx)=169-(x^2+y^2+z^2) \\\Rightarrow x^2+y^2+z^2-2(xy+yz+zx)=(x+y+z)^2 =169 \Rightarrow x+y+z=13 \\ \Rightarrow \cases{y+z-x=13-2x\\ z+x-y=13-2y\\ x+y-z=13-2z} 代回原式 \Rightarrow \cases{13x-2x^2=39-2x^2\\ 13y-2y^2=52-2y^2\\ 13z-2z^2=78-2z^2} \Rightarrow \cases{x=3\\y =4\\z= 6} \\ \Rightarrow abc=3 \cdot 4\cdot 6 =\bbox[red, 2pt]{72}
解答:
\cases{A(0,a)\\ B(\sqrt 3a,0)\\ C(0,0)\\ P(\cos \theta, \sin \theta) } \Rightarrow \cases{\overline{PA}^2=\cos^2\theta+(\sin\theta-a)^2=2\\ \overline{PB}^2= (\cos\theta-\sqrt 3a)^2+ \sin^2\theta= 10} \Rightarrow \cases{-2a\sin \theta+a^2=1\\ -2\sqrt 3a\cos \theta+3a^2=9} \\ \Rightarrow \cases{\sin\theta =(a^2-1)/2a\\ \cos\theta =(3a^2-9)/2\sqrt 3a} \Rightarrow \sin^2 \theta+\cos^2 \theta= {(a^2-1)^2 \over 4a^2} +{(3a^2-9)^2 \over 12a^2} =1 \\ \Rightarrow 3(a^2-1)^2+(3a^2-9)^2=12a^2 \Rightarrow a^4-6a^2+7=0 \Rightarrow a^2=3+\sqrt 2\\ \Rightarrow \triangle ABC={1\over 2} \cdot \overline{CA}\cdot \overline{CB}={1\over 2}\sqrt 3a^2 = \bbox[red, 2pt]{{3\sqrt 3+\sqrt 6\over 2}}
解答:
|\vec a|=1 \Rightarrow 假設A(1,0); \\又|\vec a-\vec b|={1\over 2} \Rightarrow B在以A為圓心,半徑為1/2的圓上\\ |5\vec a-\vec c|=1 \Rightarrow C在以O_1(5,0)為圓心,半徑為1的圓上\\ \vec a和\vec d的夾角為{\pi\over 4}\Rightarrow D在直線L: x=y上\\ 欲求\overline{BD}+\overline{CD}的最小值,因此將L為對稱軸,圓O_2為圓O_1的對稱圓,\\則\overline{AO_2}與圓A的交點即為B,與圓O_2的交點即為C的對稱點C'\\ 因此\overline{BD}+\overline{CD}的最小值=\overline{AO_2}-\overline{O_2C'}-\overline{AB}=\sqrt{26}-1-{1\over 2}= \bbox[red, 2pt]{-{3\over 2}+\sqrt{26}}
二、 證明題:(共 10 分。請用黑色或藍色原子筆寫在作答卷上,須詳細過程,否則酌予扣分)
解答:\left({1\over a^3(b+c)} +{1\over b^3(a+c)} +{1\over c^3(a+b)} \right) (a(b+c)+ b(a+c)+c(a+b)) \ge ({1\over a}+{1\over b}+{1\over c})^2 \\ \Rightarrow \left({1\over a^3(b+c)} +{1\over b^3(a+c)} +{1\over c^3(a+b)} \right) (2(ab+bc+ca) \ge ({ab+bc+ca \over abc} )^2 \\ \Rightarrow {1\over a^3(b+c)} +{1\over b^3(a+c)} +{1\over c^3(a+b)}\ge {ab+bc+ca\over 2} \ge {3\over 2} \left( \because {ab+bc+ca\over 3} \ge \sqrt[3]{abc}=1\right) \\ \Rightarrow {1\over a^3(b+c)} +{1\over b^3(a+c)} +{1\over c^3(a+b)}\ge {3\over 2}\;\bbox[red, 2pt]{QED}============== END ===============
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