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114分科測驗數學甲試卷-11

坐標平面上有一平行四邊形 \( \Gamma \),其中兩邊所在的直線與 \( 5x-y=0 \) 平行,另兩邊所在的直線與 \( 3x-2y=0 \) 垂直。令 \( \Gamma \) 的兩對角線交點為 \( Q \)。已知 \( \Gamma \) 有一頂點 \( P \),滿足 \( \overrightarrow{PQ} = (10,-1) \),則 \( \Gamma \) 的面積為為__________。

答案

204
設兩鄰邊向量:
\( \vec{u} \parallel 5x-y=0 \Rightarrow \vec{u} = b(1,5) \)
\( \vec{v} \perp 3x-2y=0 \Rightarrow \vec{v} = a(3,-2) \)
對角線向量和:\( \vec{u} + \vec{v} = 2\overrightarrow{PQ} = (20,-2) \)
解 \( (3a+b, -2a+5b) = (20,-2) \) 得 \( a=6, b=2 \)
面積 =\( |\begin{vmatrix}2&10 \\ 18&-12 \end{vmatrix}| = |2 \cdot (-12) - 10 \cdot 18| = |-24 - 180| = 204 \) 報錯
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114分科測驗數學甲試卷-12

某商店以抽獎方式販售公仔,每次抽獎獨立且抽中機率為 \(\frac{2}{5}\)。參加者有兩種方式:方式一:先付225元得兩次抽獎機會,抽中即停止;兩次未抽中則多付75元得公仔。方式二:抽獎次數不限,每次付100元。問題12:若以方式一抽獎,則共需付300元才能得到一個公仔的機率為何?
(1) \(\left(\frac{2}{5}\right)^2\)
(2) \(\left(\frac{2}{5}\right)^3\)
(3) \(\left(\frac{3}{5}\right)^2\)
(4) \(\left(\frac{3}{5}\right)^3\)
(5) \(\left(\frac{2}{5}\right)\times\left(\frac{3}{5}\right)^2\)

答案

1. 付300元即先付225元兩次未抽中,再付75元,故機率為兩次未抽中的機率;
2. 每次未抽中機率 \(\frac{3}{5}\),兩次獨立,機率 \(\left(\frac{3}{5}\right)^2\)。答案:(3) \(\left(\frac{3}{5}\right)^2\) 報錯
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114分科測驗數學甲試卷-13

問題13:若以方式二抽獎直到抽中為止,試依期望值定義,使用 \(\sum\) 符號表示所需抽獎次數的期望值,並求其值。

答案

1. 設抽獎次數 \(X\),\(P(X=k)=\left(\frac{3}{5}\right)^{k-1}\cdot\frac{2}{5}\)(\(k=1,2,\dots\));
2. 期望值 \(E(X)=\sum_{k=1}^{\infty}k\cdot\left(\frac{3}{5}\right)^{k-1}\cdot\frac{2}{5}\);
3. 由幾何分布期望值公式 \(E(X)=\frac{1}{p}=\frac{5}{2}\)。答案:\(\sum_{k=1}^{\infty}k\cdot\left(\frac{3}{5}\right)^{k-1}\cdot\frac{2}{5}\),值為 \(\frac{5}{2}\) 報錯
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114分科測驗數學甲試卷-14

問題14:假設花費金額不設限直到得到公仔為止,試分別求出兩種抽獎方式得到一個公仔所需付金額的期望值,並比較大小。

答案

1. 方式一:設金額 \(Y_1\),\(Y_1=225\)(至少一次抽中)機率 \(1-\left(\frac{3}{5}\right)^2=\frac{16}{25}\),\(Y_1=300\) 機率 \(\frac{9}{25}\),\(E(Y_1)=225\times\frac{16}{25}+300\times\frac{9}{25}=252\);
2. 方式二:金額 \(Y_2=100X\),\(E(Y_2)=100\times\frac{5}{2}=250\);
3. 故 \(E(Y_1)>E(Y_2)\)。答案:方式一期望252元,方式二期望250元,方式一期望大於方式二 報錯
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114分科測驗數學甲試卷-15

設實係數多項式函數 \(f(x)=3ax^2+(1-a)\),其中 \(-\frac{1}{2}\leq a\leq1\)。在坐標平面上,令 \(\Gamma\) 為 \(y=f(x)\) 與 \(x\) 軸在 \(-1\leq x\leq1\) 所圍的區域。問題15:證明當 \(-1\leq x\leq1\) 時,\(f(x)\geq0\) 皆成立。

答案

1. 當 \(a=0\) 時,\(f(x)=1\geq0\);
2. 當 \(a>0\) 時,\(f(x)\) 開口向上,最小值在 \(x=0\),\(f(0)=1-a\),由 \(a\leq1\) 得 \(1-a\geq0\);
3. 當 \(a<0\) 時,\(f(x)\) 開口向下,最大值在端點,\(f(\pm1)=3a+1-a=2a+1\),由 \(a\geq-\frac{1}{2}\) 得 \(2a+1\geq0\),故 \(f(x)\geq0\)。答案:證明如上,\(f(x)\geq0\) 在 \(-1\leq x\leq1\) 成立 報錯
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114分科測驗數學甲試卷-16

問題16:證明對於所有 \(a\in[-\frac{1}{2},1],\Gamma\) 的面積皆為2。

答案

1. 面積 \(S=\int_{-1}^{1}f(x)dx=\int_{-1}^{1}[3ax^2+(1-a)]dx\);
2. 計算積分:\(\int_{-1}^{1}3ax^2dx=3a\cdot\frac{2}{3}=2a\),\(\int_{-1}^{1}(1-a)dx=2(1-a)\);
3. 故 \(S=2a+2(1-a)=2\),與 \(a\) 無關。答案:積分計算得面積為2,與 \(a\) 無關,故所有 \(a\) 對應面積皆為2 報錯
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114分科測驗數學甲試卷-17

問題17:令 \(V\) 為 \(\Gamma\) 繞 \(x\) 軸旋轉所得旋轉體的體積。試問對所有 \(a\in[-\frac{1}{2},1],V\) 是否都相等?若相等,求其值;若不相等,求 \(V\) 最大值及對應 \(a\)。

答案

1. 體積 \(V=\pi\int_{-1}^{1}[f(x)]^2dx=\pi\int_{-1}^{1}[9a^2x^4+6a(1-a)x^2+(1-a)^2]dx\);
2. 計算得 \(V=\pi\left(\frac{18}{5}a^2+\frac{4}{3}a(1-a)+2(1-a)^2\right)\),與 \(a\) 有關;
3. 化簡為二次函數,求 \(a\in[-\frac{1}{2},1]\) 最值,得 \(a=-\frac{1}{2}\) 時 \(V\) 最大,值為 \(\frac{49\pi}{15}\)。答案:不相等,\(a=-\frac{1}{2}\) 時最大值 \(\frac{49\pi}{15}\)","否 報錯
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105指考數學甲試題-01

請問下列選項中哪一個數值 \(a\) 會使得 \(x\) 的方程式 \(\log a-\log x=\log (a – x)\) 有兩相異實數解?
(1)\(a = 1\)
(2)\(a = 2\)
(3)\(a = 3\)
(4)\(a = 4\)
(5)\(a = 5\)

答案

由\(\log a-\log x=\log (a - x)\),根據對數運算法則可得\(\log\frac{a}{x}=\log (a - x)\),則\(\frac{a}{x}=a - x\)(\(x\gt0\),\(a - x\gt0\)),整理得\(x^{2}-ax + a = 0\)。
此方程有兩相異實數解,則判別式\(\Delta = a^{2}-4a\gt0\),解得\(a\lt0\)或\(a\gt4\)。
又因為\(x\gt0\),\(a - x\gt0\),即\(x\lt a\),且\(x\)是\(x^{2}-ax + a = 0\)的根,由韋達定理\(x_1 + x_2 = a\),\(x_1x_2 = a\),所以\(a\gt0\)。
綜上,\(a\gt4\),只有\(a = 5\)滿足條件。
答案為(5)。 報錯
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105指考數學甲試題-02

下列哪一個選項的數值最接近\(\cos (2.6\pi)\)?
(1)\(\sin (2.6\pi)\)
(2)\(\tan (2.6\pi)\)
(3)\(\cot(2.6\pi)\)
(4)\(\sec(2.6\pi)\)
(5)\(\csc(2.6\pi)\)

答案

\(\cos (2.6\pi)=\cos(2\pi + 0.6\pi)=\cos(0.6\pi)\),\(\cos(0.6\pi)\lt0\)。
\(\sin (2.6\pi)=\sin(2\pi + 0.6\pi)=\sin(0.6\pi)\gt0\);
\(\tan (2.6\pi)=\tan(2\pi + 0.6\pi)=\tan(0.6\pi)\gt0\);
\(\cot(2.6\pi)=\frac{1}{\tan(2.6\pi)}\gt0\);
\(\sec(2.6\pi)=\frac{1}{\cos(2.6\pi)}\lt0\);
\(\csc(2.6\pi)=\frac{1}{\sin(2.6\pi)}\gt0\)。
\(\cos (2.6\pi)=\cos(\pi - 0.4\pi)=-\cos(0.4\pi)\),\(\sec(2.6\pi)=\frac{1}{\cos(2.6\pi)}=-\frac{1}{\cos(0.4\pi)}\),所以\(\cos (2.6\pi)\)與\(\sec(2.6\pi)\)同號且數值上更接近。
答案為(4)。 報錯
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105指考數學甲試題-03

假設三角形 \(ABC\) 的三邊長分別為\(\overline{AB}=5\)、\(BC = 8\)、\(AC = 6\)。請選出和向量\(\overrightarrow{AB}\)的內積為最大的選項。
(1)\(\overset{\rightharpoonup}{AC}\)
(2)\(\overset{\rightharpoonup}{CA}\)
(3)\(\overset{\rightharpoonup}{BC}\)
(4)\(\overset{\rightharpoonup}{CB}\)
(5)\(\overset{\rightharpoonup}{AB}\)

答案

根據向量內積公式\(\overrightarrow{a}\cdot\overrightarrow{b}=\vert\overrightarrow{a}\vert\vert\overrightarrow{b}\vert\cos\theta\)(\(\theta\)為\(\overrightarrow{a}\)與\(\overrightarrow{b}\)的夾角)。
由餘弦定理\(\cos A=\frac{AB^{2}+AC^{2}-BC^{2}}{2AB\cdot AC}=\frac{25 + 36 - 64}{2\times5\times6}=-\frac{1}{20}\);
\(\cos B=\frac{AB^{2}+BC^{2}-AC^{2}}{2AB\cdot BC}=\frac{25 + 64 - 36}{2\times5\times8}=\frac{53}{80}\);
\(\cos C=\frac{AC^{2}+BC^{2}-AB^{2}}{2AC\cdot BC}=\frac{36 + 64 - 25}{2\times6\times8}=\frac{75}{96}=\frac{25}{32}\)。
\(\overrightarrow{AB}\cdot\overrightarrow{AC}=\vert\overrightarrow{AB}\vert\vert\overrightarrow{AC}\vert\cos A=5\times6\times(-\frac{1}{20})=-\frac{3}{2}\);
\(\overrightarrow{AB}\cdot\overrightarrow{CA}=-\overrightarrow{AB}\cdot\overrightarrow{AC}=\frac{3}{2}\);
\(\overrightarrow{AB}\cdot\overrightarrow{BC}=\vert\overrightarrow{AB}\vert\vert\overrightarrow{BC}\vert\cos(\pi - B)=-5\times8\times\frac{53}{80}=-\frac{53}{2}\);
\(\overrightarrow{AB}\cdot\overrightarrow{CB}=-\overrightarrow{AB}\cdot\overrightarrow{BC}=\frac{53}{2}\);
\(\overrightarrow{AB}\cdot\overrightarrow{AB}=\vert\overrightarrow{AB}\vert^{2}=25\)。
比較可得\(\overrightarrow{AB}\cdot\overrightarrow{CB}\)最大。
答案為(4)。 報錯
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