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04 – 114學測數學b試題17


<選填>某液晶面板由紅、綠、藍三種顏色的\(LED\)燈泡組成。已知各色燈泡亮燈的循環規律如下:
紅色:「亮\(3\)秒, 再暗\(1\)秒, 再亮\(2\)秒」;
綠色:「亮\(6\)秒, 再暗\(2\)秒」;
藍色:「亮\(k\)秒,再暗 \((15 – k)\) 秒」,其中\(k\)為正整數。
若在某時刻三種顏色的燈泡同時各自開始作上述循環,面板上都一直有燈亮著,並設各燈泡亮、暗切換的時間極短可被忽略,則\(k\)的最小值為 \(\underline{○17 – 1}\ \underline{○17 – 2}\)。

答案

- 紅燈週期 6 秒:亮 3 秒 → 暗 1 秒 → 亮 2 秒 ⇒ **僅在第 3~4 秒暗**
- 綠燈週期 8 秒:亮 6 秒 → 暗 2 秒 ⇒ **在第 6~8 秒暗**
- 藍燈週期 15 秒:亮 \(k\) 秒 → 暗 \(15 - k\) 秒 ⇒ **在第 \(k\)~15 秒暗**

要求:**任何時刻至少一燈亮** → **三燈不能同時暗**

---

### 關鍵:找出紅與綠「同時暗」的時刻,再讓藍燈在那些時刻「亮」。

紅暗:\( t \equiv 3 \pmod{6} \)(即 \( t = 3,9,15,21,27,33,\dots \))
綠暗:\( t \equiv 6,7 \pmod{8} \)(即 \( t = 6,7,14,15,22,23,30,31,\dots \))

找共同時刻(在 0~120 秒內,LCM(6,8,15)=120):

- \( t = 15 \):紅暗(15≡3 mod 6),綠暗(15≡7 mod 8)✅
- \( t = 39 \):39≡3 mod 6,39≡7 mod 8 ✅
- \( t = 63 \):63≡3 mod 6,63≡7 mod 8 ✅
- \( t = 87 \):87≡3 mod 6,87≡7 mod 8 ✅
- \( t = 111 \):111≡3 mod 6,111≡7 mod 8 ✅

這些是紅綠同暗的時刻:
**15, 39, 63, 87, 111**

藍燈在時刻 \( t \) 亮 ⇔ \( t \bmod 15 < k \) 所以,要讓上述每個 \( t \) 滿足: \[ t \bmod 15 < k \] 計算: - \( 15 \bmod 15 = 0 \) - \( 39 \bmod 15 = 9 \) - \( 63 \bmod 15 = 3 \) - \( 87 \bmod 15 = 12 \) - \( 111 \bmod 15 = 6 \) → 藍燈需在餘數 **0, 3, 6, 9, 12** 時亮 即:這些餘數都必須 **< k** 最大餘數為 **12**,故需: \[ k > 12 \quad \Rightarrow \quad k \geq 13
\]

最小正整數 \( k = 13 \)

### ✅ 正確答案:\( \dfrac{13}{1} \)

紅綠同暗時刻模 15 的餘數為:0, 3, 6, 9, 12
藍燈需在這些時刻亮 ⇒ \( k > 12 \) ⇒ 最小 \( k = 13 \)

**答:** \( \boxed{\dfrac{13}{1}} \) 報錯
ChatGPT    DeepSeek


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